documento técnico concepto técnico de la quebrada castillejo · 2021. 4. 9. · 4.4.1 datos...

Contrato de consultoría No 243-19 de 2019

Documento técnico

Concepto técnico de la quebrada Castillejo

Mayo 2020

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO

ESTUDIOS BÁSICOS POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA, INUNDACIONES Y AVENIDAS TORRENCIALES EN LA ZONA

URBANA DEL MUNICIPIO DE ÚMBITA DE LA JURISDICCIÓN DE CORPOCHIVOR. Página | 2

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 7

2 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ................................................................. 8

2.1 LOCALIZACIÓN GENERAL ................................................................................ 8

2.2 ÁREA DE LA CUENCA QUEBRADA CASTILLEJO ............................................. 9

3 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARIA ................... 11

3.1 CARTOGRAFÍA DISPONIBLE - ESCALA REGIONAL ...................................... 11

3.2 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA DISPONIBLE 12

3.2.1 IDEAM ........................................................................................................ 12

3.3 CLIMATOLOGÍA REGIONAL ............................................................................ 14

3.3.1 Precipitación Total Anual ............................................................................ 14

3.3.2 Número de días con lluvia al año ................................................................ 15

3.3.3 Temperatura media anual ........................................................................... 16

3.3.4 Clasificación climática ................................................................................. 17

4 ESTUDIO HIDROLÓGICO ....................................................................................... 19

4.1 LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y CUENCAS ABASTECEDORAS.

19

4.2 CARACTERIZACIÓN MORFOMÉTRICA .......................................................... 22

4.3 RESUMEN CLIMÁTICO A PARTIR DE INFORMACIÓN OBTENIDA DE LAS

ESTACIONES HIDROCLIMATOLÓGICAS. ................................................................. 37

4.4 ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS ......................................................... 42

4.4.1 Datos Faltantes .......................................................................................... 42

4.4.2 Análisis de Puntos Anómalos (Outliers) ...................................................... 43

4.4.3 Pruebas de Ajuste ...................................................................................... 44

4.4.3.1 Estimación de caudales ....................................................................... 50

4.4.3.2 Análisis Espacial de Precipitaciones .................................................... 51

4.4.3.3 Inverso Cuadrado de la Distancia ........................................................ 51

4.4.3.4 Precipitaciones de Corta Duración ....................................................... 58

4.4.4 Cobertura Vegetal ...................................................................................... 60

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4.4.4.1 Clasificación hidrológica de suelos casco urbano de Úmbita ............... 60

4.4.5 Hietograma de Precipitación Total .............................................................. 66

4.4.6 Tiempo de Retardo (Time Lag) ................................................................... 71

5 DESCRIPCIÓN HIDROGRÁFICA DE LA CUENCA CASTILLEJO .......................... 73

6 CONTEXTO GEOLÓGICO ....................................................................................... 80

6.1 ESTRATIGRAFÍA REGIONAL ........................................................................... 81

6.2 TRABAJO DE CAMPO ...................................................................................... 81

6.3 TRABAJO DE FOTOINTERPRETACIÓN .......................................................... 86

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 92

8 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 95

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LISTADO DE FIGURAS

Figura 2-1 Localización Regional del área de estudio. ....................................................... 8 Figura 2-2 Microcuencas de la Quebrada Castillejo ......................................................... 10 Figura 3-1 Ubicación Estaciones Hidroclimatológicas aferentes a la quebrada Castillejo 13 Figura 3-2 Valores de precipitación total anual para el departamento de Boyacá. ........... 15 Figura 3-3 Valores de No. de días de lluvia al año para el departamento de Boyacá. ...... 16 Figura 3-4 Valores de temperatura media anual para el departamento de Boyacá. ......... 17 Figura 3-5 Clasificación climática del departamento de Boyacá. ...................................... 18 Figura 4-1 Cuenca y subcuencas de la zona de estudio. ................................................. 20 Figura 4-2 Cuencas Hidrográficas de la Quebrada Castillejo. .......................................... 21 Figura 4-3 Interpretación de la curva hipsométrica de una hoya hidrográfica. .................. 30 Figura 4-4 Curva Hipsométrica Quebrada Castillejo Aguas Arriba. .................................. 31 Figura 4-5 Quebrada Castillejo ........................................................................................ 31 Figura 4-6 Precipitación Máxima Promedio Mensual. ...................................................... 37 Figura 4-7 Precipitación máxima mensual en 24 horas. ................................................... 40 Figura 4-8 Distribución de Probabilidad Acumulada. Estación 35070050 Úmbita ............ 49 Figura 4-9 Precipitación Máxima en 24 horas (mm/d) ...................................................... 54 Figura 4-10 Curvas IDF para la zona de estudio Estación virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba. .............................................................................................................................. 59 Figura 4-11 Curvas IDF para la zona de estudio Estación Virtual Quebrada Castillejo .... 59 Figura 4-12 Cobertura Vegetal zona de estudio ............................................................... 65 Figura 4-13 Hietogramas de precipitación. ....................................................................... 68 Figura 4-14 Modelo topológico Cuenca Castillejo ............................................................ 70 Figura 5-1 Ubicación de las Estructuras y Edificaciones .................................................. 79 Figura 6-1 Geología regional ........................................................................................... 80 Figura 6-2. Mapa de estaciones de campo ...................................................................... 82 Figura 6-3 Quebrada Castillejo desde ortofoto ................................................................ 86 Figura 6-4. A en la secuencia. Parte alta de la quebrada Castillejo vista desde la ortofoto. ........................................................................................................................................ 87 Figura 6-5 B en la secuencia. Quebrada Castillejo vista desde la ortofoto ...................... 88 Figura 6-6. C en la secuencia. Quebrada Castillejo Vista de la ortofoto ........................... 88 Figura 6-7. Tramo D en la secuencia. Parte media de quebrada Castillejo ...................... 89 Figura 6-8. Tramo E Quebrada Castillejo ......................................................................... 90 Figura 6-9. F en la secuencia. Parte baja quebrada Castillejo vista desde la ortofoto ...... 90

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LISTADO DE TABLAS

Tabla 3-1 Planchas IGAC Municipio de Úmbita. .............................................................. 11 Tabla 3-2 Estaciones con Influencia en la Zona de Estudio. ............................................ 12 Tabla 4-1 Parámetros Morfométricos de las cuencas ...................................................... 23 Tabla 4-2 Rangos de clasificación, Índice de compacidad ............................................... 24 Tabla 4-3 Clasificación del Factor de Forma .................................................................... 25 Tabla 4-4 Rangos de clasificación según el número de Melton ........................................ 27 Tabla 4-5 Propiedades de la red hídrica .......................................................................... 29 Tabla 4-6 Tiempo de Concentración ................................................................................ 29 Tabla 4-7 Relaciones para categorizar el índice morfométrico. ........................................ 33 Tabla 4-8 Relaciones entre variables para el índice morfométrico ................................... 35 Tabla 4-9 Categorías del índice morfométrico de torrencialidad para Castillejo Aguas Arriba ........................................................................................................................................ 36 Tabla 4-10 Índice morfométrico de torrencialidad ............................................................ 36 Tabla 4-11 Valores de Kn para la prueba de datos dudosos. ........................................... 43 Tabla 4-12 Valores distribución Normal. .......................................................................... 46 Tabla 4-13 Resultados Prueba Kolmogorov. .................................................................... 49 Tabla 4-14 Precipitación Máxima Anual en 24 horas. ...................................................... 52 Tabla 4-15 Distancia al centroide estación virtual de las cuencas objeto de estudio. ....... 55 Tabla 4-16 Precipitación Máxima en 24 horas Estación Virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba ............................................................................................................................... 56 Tabla 4-17 Precipitación Máxima en 24 horas Estación Virtual Quebrada Castillejo ........ 56 Tabla 4-18 Parámetros a, b, c y d para cada región......................................................... 58 Tabla 4-19 Número de curva de escorrentía para áreas urbanas. ................................... 61 Tabla 4-20 Número de curva de escorrentía para tierras agrícolas. ................................. 62 Tabla 4-21 Número de curva de escorrentía de otras tierras agrícolas. ........................... 63 Tabla 4-22 Número de Curva para la cuenca bocatoma Isabel. ....................................... 64 Tabla 4-23 Caudales máximos para la Quebrada Castillejo Aguas Arriba ....................... 71 Tabla 4-24 Caudales máximos para la Quebrada Castillejo ............................................. 71

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LISTADO DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 5-1 Registro fotográfico de la cuenca Quebrada Castillejo Aguas Arriba. ....... 74 Fotografía 5-2 Registro fotográfico de la cuenca Quebrada Castillejo Aguas Arriba. ....... 75 Fotografía 5-3 Fotografías de la cuenca Castillejo con la intersección de la Calle 7ma ... 76 Fotografía 5-4 Parte Baja de la quebrada Castillejo ......................................................... 77 Fotografía 5-5 Vivienda en el margen derecho de la quebrada ........................................ 77 Fotografía 6-1. Afloramiento de lodolitas, de Fm. Arcillas de Socha ................................ 83 Fotografía 6-2 A. Zona de inicio del flujo de lodo (Dfl), B. Se evidencia la saturación del material. ........................................................................................................................... 84 Fotografía 6-3 Zona de transición del flujo de lodo (Dfl), en la fotografía derecha, se evidencia la saturación del material y grietas. .................................................................. 85 Fotografía 6-4 Parte media de la cuenca de la Quebrada Castillejo, donde se observa cauce con carga arcillosa en suspensión. .................................................................................. 85

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1 INTRODUCCIÓN El documento se centra en evaluar las principales características morfométricas e

hidrológicas de la cuenca de la quebrada Castillejo, las condiciones geológicas relevantes

de la misma y su injerencia en el municipio de Úmbita respecto a las posibles dinámicas,

primordialmente avenidas torrenciales que puedan afectar a la comunidad e infraestructura

en su cabecera urbana. Por lo anterior, se desarrolla un análisis del comportamiento del

flujo en función del periodo de retorno y su interpretación para un posible evento torrencial,

a partir de la definición de posibles zonas de aporte, generación de presas y zonas de

depósito.

El concepto Técnico para la quebrada Castillejo, se desarrolla en la zona urbana del

municipio de Úmbita (Boyacá) y es un producto contemplado en el Contrato de Consultoría

No 243 -19 celebrado entre la empresa JAM INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE S.A.S y

CORPOCHIVOR, y que tiene como objeto: “ESTUDIOS BÁSICOS POR FENÓMENOS DE

REMOCIÓN EN MASA, INUNDACIONES Y AVENIDAS TORRENCIALES EN LA ZONA

URBANA DEL MUNICIPIO DE ÚMBITA Y ESTUDIOS DETALLADOS DE RIESGO POR

MOVIMIENTOS EN MASA EN LA ZONA URBANA - BARRIO SAN MIGUEL - DEL

MUNICIPIO DE TENZA DE LA JURISDICCIÓN DE CORPOCHIVOR”.

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2 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

2.1 LOCALIZACIÓN GENERAL

El municipio de Úmbita se encuentra localizado en la Provincia del Márquez influenciada

por el Valle de Tenza al suroccidente del departamento de Boyacá. Limita por el norte con

los municipios de Nuevo Colon y Tibaná, al sur con la Capilla y Tibirita (Cundinamarca), al

Oriente con Chinavita y al occidente con Turmequé y Villapinzón (Cundinamarca).

Tiene una extensión aproximada en su parte urbana de 0.5 km² y de extensión rural de

147.67 km² para un total de 148,17 kilómetros cuadrados. La cabecera municipal se

encuentra localizada en las coordenadas geográficas latitud N 5°13´15” y longitud O

73°27´25”, con temperatura promedio de 15°C y variaciones desde los 8 hasta los 22 °C.

Corresponde a la cordillera oriental de los Andes, siendo muy variada su topografía la cual

se compone de laderas y montañas, siendo estas últimas las más predominantes, donde

se destaca el cerro de Castillejo con una altura aproximada en su parte más alta de 3082

msnm, 600 metros más, que el perímetro urbano. En la Figura 2-1, se muestra la

localización regional del área de estudio.

Figura 2-1 Localización Regional del área de estudio.

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Fuente: Elaboración Propia.

2.2 ÁREA DE LA CUENCA QUEBRADA CASTILLEJO

La zona objeto del concepto aquí desarrollado, comprende la cuenca de la quebrada

Castillejo, con un área total de 4.24 km2. Su visualización, es presentada en la Figura 2-2.

En la Figura 2-2, se puede observar que la cuenca de la quebrada Castillejo no tiene

injerencia sobre la cabecera urbana del municipio de Úmbita, toda vez que la divisoria de

aguas de la margen derecha de la quebrada colinda con una zona interfluvio, y a su vez

esta zona colinda con una divisoria de aguas cercana al perímetro nor oriental de dicha

cabecera, más al norte con la divisoria de la quebrada Barrosa.

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Figura 2-2 Microcuencas de la Quebrada Castillejo


El marco hidrográfico se desarrolla en el numeral 4.1, donde se presenta la localización de

la cuenca de la quebrada Castillejo y cabecera urbana a nivel de cuenca y subcuencas,

apreciándose de manera esquemática en la Figura 4-1.

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3 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA

INFORMACIÓN SECUNDARIA

Para desarrollar el concepto, se recopila los resultados de la revisión de información

secundaria del polígono de estudio, incluyendo los análisis de diagnósticos del municipio,

cartografía base del Instituto geográfico Agustín Codazzi (IGAC) e información disponible

en el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM.

A continuación, se detalla la relación de la documentación e información secundaria para el

desarrollo del estudio de acuerdo con las diferentes especialidades que lo componen:

3.1 CARTOGRAFÍA DISPONIBLE - ESCALA REGIONAL

Se recopila la cartografía base a escala regional para adelantar los análisis de la quebrada

Castillejo, para este fin se cuenta con las planchas relacionadas a continuación:

Tabla 3-1 Planchas IGAC Municipio de Úmbita.

Plancha Escala Año

210IA 1:25.000 2014

210I A-3 1:10.000 1950

210I A-4 1:10.000 1950

210IC 1:25:000 2014

210I C1 1:10.000 1978

210I C2 1:10.000 1950 Fuente: Elaboración Propia

Con la información obtenida de las planchas del Instituto Geográfico Agustín Codazzi -

IGAC, se delimita la cuenca de la quebrada Castillejo, parte alta y baja, además de las áreas

aferentes que permiten la identificación de los cauces actuales, y su verificación con

modelos de elevación digital de alta resolución (MDE), obtenidos de manera gratuita del

satélite Alos Palsar, de la página de la Nasa (https://search.asf.alaska.edu/).

La imagen de alta resolución se encuentra disponible con la imagen DEM con el siguiente

código AP_24026_FBD_F0090_RT1 (Ver Anexo 1-6 DEM).

Es importante mencionar que el modelo de elevación digital se utilizó como un insumo de

soporte, dado que la extensión del DEM entregado por la corporación no abarca la totalidad

de las zonas de aporte.

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3.2 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN

HIDROCLIMATOLÓGICA DISPONIBLE

A partir de la información disponible del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios

Ambientales - IDEAM, se determinan las estaciones hidrometeorológicas aferentes a la

zona del estudio y se procede a recopilar la totalidad de la documentación correspondiente

a dichas estaciones. Estas, debido a su proximidad con el área de estudio tienen

mediciones que pueden ser representativas para llevar a cabo un análisis hidrológico. De

la revisión y clasificación de tal información, es factible determinar cuáles datos

pertenecientes a dichas estaciones son aptos para la elaboración del estudio de hidrología

con base en los modelos estadísticos tradicionales, garantizando que los productos reflejen

las condiciones de la zona.

3.2.1 IDEAM

Las estaciones hidrometeorológicas cercanas a la zona de influencia del proyecto se

seleccionaron a partir del catálogo de estaciones del IDEAM, estas se presentan en la Tabla

3-2 y su ubicación se muestra en la Figura 3-1.

Tabla 3-2 Estaciones con Influencia en la Zona de Estudio.

Código Nombre Municipio Tipo Registro Este (m) Norte (m)

35070050 Úmbita Úmbita Pluviométrica 1956 - 2017 1070171.179 1068918.226

35070060 Quinchos Los Chinavita Pluviométrica 1955 - 2017 1080885.354 1068978.968

35070070 Chinavita Chinavita Pluviométrica 1971 - 2017 1079081.297 1062928.133

35070040 Tibaná Tibaná Pluviométrica 1958 – 2017 1075548.988 1079559.054

35070030 Turmequé Turmequé Pluviométrica 1957 - 2017 1064417.475 1079821.093

* Datum Magna Sirgas Colombia Bogotá. Anexo 1-3 Fuente: IDEAM (2019).

Para determinar la influencia de cada una de las estaciones, se realiza la aplicación de la

metodología Inversa de la Distancia al Cuadrado (IDC), el cual consiste en obtener los

resultados promedio de los datos pluviométricos puntuales de estaciones ubicadas en un

área geográfica determinada, pero con el agregado de una ponderación por distancia. Dicha

ponderación, al tener un factor cuadrático, recibe una influencia bastante fuerte del monto

pluvial de las estaciones más cercanas y al considerar una serie o variedad de puntos de

estimación puede formar agrupaciones concéntricas de los montos estimados en torno a

las estaciones. (MOP 1992, Chow et al. 1994, Lynch y Schulze1997, Lynch 1998).

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Figura 3-1 Ubicación Estaciones Hidroclimatológicas aferentes a la quebrada Castillejo


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URBANA DEL MUNICIPIO DE ÚMBITA DE LA JURISDICCIÓN DE CORPOCHIVOR Página | 14

3.3 CLIMATOLOGÍA REGIONAL

A continuación, se realiza una descripción de los elementos meteorológicos:

Precipitación total anual,

Temperatura media anual y número de días con lluvia.

Clasificación climática con base en el atlas climatológico del IDEAM (2014).

3.3.1 Precipitación Total Anual

El departamento de Boyaca presenta alta variabilidad en la distribución de la precipitación. El

centro del departamento, en el altiplano cundiboyacense, mantiene condiciones inferiores a 1500

mm, incrementándose progresivamente hacia los extremos del departamento, donde se observa

una variación importante en la precipitación de 2000 mm hasta los 5000 mm. Los valores

máximos se localizan sobre el municipio del Curabá. A nivel departamental, predominan las zonas

con precipitación total entre 2000 y 2500 mm al año. El extremo norte, limítrofe con Venezuela,

es la región con mayor incremento de precipitación, junto con el extremo occidente, en dirección

al valle del Magdalena se mantiene un rango de precipitaciones, que oscila entre 2000 y 3000

mm al año.

El municipio de Úmbita al sur occidente, mantiene rangos entre 1000 y 1500 mm, con una

tendencia al tramo occidental de menor precipitación. En términos generales, Úmbita no presenta

cambios considerables manteniéndose con valores bajos y medios, respecto a los rangos

nacionales.

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Figura 3-2 Valores de precipitación total anual para el departamento de Boyacá.

Fuente: IDEAM, 2014.

3.3.2 Número de días con lluvia al año

El número de días con lluvia, al igual que la precipitación anual es inferior en el centro del

departamento, presentando valores del orden de los 100 a 150 días con lluvia. El número de días

entre 150 y 200 días es el rango predominante para el departamento, aumentando hasta 250 en

los municipios localizados sobre la cuenca de la Orinoquía.

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Figura 3-3 Valores de No. de días de lluvia al año para el departamento de Boyacá.


En general, el departamento presenta condiciones de precipitación y número de días con lluvia

medias y bajas en comparación la escala nacional. El municipio de Úmbita presenta un aumento

progresivo para el número de días con precipitación, llegando en su extremo norte a valores entre

200 y 250 días.

3.3.3 Temperatura media anual

El departamento de Boyacá, al ubicarse sobre el altiplano de la cordillera oriental, describe

condiciones de temperaturas frías y muy frías, en la mayoría de su extensión territorial, los

extremos occidente y oriente son los que mayor temperatura presentan con valores promedios

de 22° y 26°C. El extremo oriente del departamento corresponde a la región que mayor

temperatura, encontrándose valores pico de 28°C.

La región de Úmbita mantiene condiciones frías con valores que no superan los 20°C en el año,

favoreciendo la conservación de la humedad en el ambiente. La temperatura del municipio es

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más fría, en su extremo sur, con valores de 8 a 12°C, y valores de 12 a 16°C como el rango

predominante.

Figura 3-4 Valores de temperatura media anual para el departamento de Boyacá.


3.3.4 Clasificación climática

La clasificación climática presenta una variación similar al presentado en la temperatura, como

se observa en la Figura 3-5. Climas muy fríos y fríos para todos los niveles de humedad,

predominantemente condiciones semiáridas al centro y semihúmedas en las partes medias del

altiplano. Los climas cálidos y templados rodean los climas fríos, su extensión es más pequeña,

con niveles superhúmedos.

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Figura 3-5 Clasificación climática del departamento de Boyacá.


En resumen, las figuras mostradas se encuentran en el Anexo 1-1.

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4 ESTUDIO HIDROLÓGICO

4.1 LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y CUENCAS

ABASTECEDORAS.

La Quebrada Castillejo, se ubica en la parte nororiental del casco urbano del municipio de

Úmbita, en el departamento de Boyacá y limítrofe en el norte con las subcuencas del río

Turmequé y Garagoa. Ubicada en la subcuenca del río Bosque, la quebrada Castillejo

confluye aguas abajo sobre este cuerpo de agua.

Dentro de los límites territoriales del municipio de Úmbita, en su zona norte limita con los

municipios de Tibaná, al oriente con Pachavita, Chinavita y La Capilla, al occidente con

Turmequé y al sur con el departamento de Cundinamarca en Villapinzón.

El centro poblado de Úmbita y la quebrada Castillejo, se encuentra ubicados en la cuenca

del río Garagoa (3507), Subcuenca del río Bosque (3507-08). De acuerdo con la

clasificación de microcuencas en la última actualización del POMCA del río Garagoa de su

fase de diagnóstica (Tabla 5. Codificación de cuencas hidrográficas – Caracterización

Físico – Biótico- 3.4 Hidrografía), no existe una clasificación a nivel de microcuencas es

decir que la zona de estudio se encuentra clasificada en una codificación (3507-08-00).

El concepto técnico desarrollado, inicia con la definición de las áreas de drenaje, donde se

identifican dos puntos de concentración, que servirán para definir su dinámica.

A continuación, se presentan las cuencas hidrográficas, donde se ubica la quebrada

Castillejo y la cuenca del río Bosque.

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Figura 4-1 Cuenca y subcuencas de la zona de estudio.


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Figura 4-2 Cuencas Hidrográficas de la Quebrada Castillejo.


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4.2 CARACTERIZACIÓN MORFOMÉTRICA

A continuación, se presenta la caracterización morfométrica, detallando parámetros físicos

de los cuerpos hídricos superficiales, los cuales nos permitan conocer superficialmente las

características de dichas fuentes debido a la escala y nivel de detalle que se requiere en el

desarrollo del concepto técnico. Las condiciones propias de caudales máximos, asociados

a posibles escenarios de amenaza física a la infraestructura por eventos máximos de

precipitación, que condicionen un cambio en el flujo de agua, su velocidad y cambios en la

profundidad de la lámina de agua.

Con el ánimo de realizar una estimación cuantitativa de la morfología de las cuencas

presentes en la zona de estudio y de esta forma tener un entendimiento aproximado de la

variación espacial de los elementos del régimen hidrológico (Monsalve Sáenz, 1995), se

determinan algunos parámetros característicos de las cuencas con los puntos de

concentración a partir de la cartografía, los cuales son mostrados en la Tabla 8-1.

Las memorias de cálculo de la caracterización morfométrica son presentadas en el Anexo

1-2, dando soporte a los resultados mostrados a continuación.

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Tabla 4-1 Parámetros Morfométricos de las cuencas

Cuenca Área (m2) Área (ha)

Área (km2)

Perímetro (km2)

Longitud total de

todos los drenajes

(km)

Longitud del

drenaje principal

(km)

Cota Alta

(msnm)

Cota Baja

(msnm)

Cota Media

(msnm)

Coordenadas Datum Magna Colombia Bogotá

Este (m) Norte (m)

Quebrada Castillejo 4,244,211.64 424.42 4.24 9.81 14.30 4.46 3077 2065 2561.98 1,069,773.76 1,070,010.92

Quebrada Castillejo Aguas Arriba - Parte alta

968,542.82 96.85 0.97 4.57 1.94 1.61 3077 2571 2847.03 1,068,772.00 1,070,529.37


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A partir de los parámetros morfométricos se calculan las siguientes características

geométricas y de drenaje de las cuencas:

Índice de Compacidad (Kc): Se define como la relación entre el perímetro de la

cuenca y el perímetro de un círculo cuya área es igual a la de la cuenca.

𝐾𝐶 =𝑃

2 ∗ √(𝜋 ∗ 𝐴)

Donde,

𝑃 = Perímetro de la cuenca, en km.

𝐴 = Área de la cuenca, en km2.

𝐾𝐶 = Índice de compacidad, adimensional.

Se presentan las tres categorías en que se pueden clasificar las hoyas hidrográficas según

el índice de compacidad.

Tabla 4-2 Rangos de clasificación, Índice de compacidad

Clase Rango Descripción

Kc1 1 a 1,25 Forma redonda a oval – redonda

Kc2 1,25 a 1,5 Forma oval – redonda a oval – oblonga

Kc3 > 1,5 Forma oval – oblonga a rectangular – oblonga

Fuente: Elaboración propia

Factor de Forma (KF): Relación entre el área de la cuenca y la longitud de su cauce

principal.

𝐾𝐹 = 𝐴

𝐿2

Donde,


𝐿 = Longitud del cauce principal, en km.

𝐾𝐹 = Factor de forma, adimensional.

A continuación, se presenta la clasificación correspondiente al factor de forma:

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Tabla 4-3 Clasificación del Factor de Forma

KF Característica

<1 Tiende a ser alargada, baja susceptibilidad a las avenidas

1 Cuadrada

>1 Tiende a ser achatada, tendencia a ocurrencia de avenidas


Coeficiente de Circularidad de Miller (Cc): Relación entre el área de la cuenca y su

perímetro.

𝐶𝐶 =4 ∗ 𝜋 ∗ 𝐴

𝑃2

Donde,



Largo Rectángulo Equivalente (L): Definido como el largo de un rectángulo resultado

de una transformación geométrica de la cuenca, de tal forma que el perímetro del

rectángulo tenga el mismo valor del perímetro de la cuenca.

𝐿 =𝑃

4 + √[(𝑃 4⁄ )2− 𝐴]

Donde,



𝐿 = Largo rectángulo equivalente, en km.

Ancho Rectángulo Equivalente (I): Ancho de un rectángulo resultado de una

transformación geométrica de la cuenca, de tal forma que el perímetro del

rectángulo tenga el mismo valor del perímetro de la cuenca.

𝐼 =𝑃

4 − √[(𝑃 4⁄ )2− 𝐴]

Donde,



𝐼 = Ancho rectángulo equivalente, km.

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Densidad de Drenaje (Dd): Es la relación entre la longitud total de los drenajes de la

cuenca y su área.

𝐷𝑑 =𝐿𝑡𝐴

Donde,

𝐿𝑡 = Longitud total de drenajes, en km.


𝐷𝑑 = Densidad de drenaje, en km/km2.

Índice de Torrencialidad (CT): Es la relación entre el número de corrientes de primer

orden (según método de Horton) y el área de la cuenca.

𝐶𝑇 =𝑛𝑖𝐴

Donde,

𝐶𝑇 = Índice de torrencialidad, adimensional.

𝑛𝑖 = Número total de corrientes de primer orden.


El índice de Torrencialidad es empleado para definir el carácter torrencial de una

cuenca, de forma tal que cuanto mayor sea el índice, mayor será el grado de

torrencialidad de la hoya hidrográfica

El número de Melton se emplea para identificar cuencas susceptibles a inundación,

adicionalmente, en conjunto con la longitud de la cuenca, también puede ser usado para

diferenciar entre cuencas susceptibles a flujos de detritos y cuencas susceptibles a

crecientes de detritos (Wilford, Sakals, Innes, & Bergerud, 2004). Los rangos para su

clasificación se presentan en la Tabla 4-4.

𝑀 =𝐶 𝑚á𝑥 − 𝐶𝑚í𝑛

√𝐴

Donde, 𝐶 𝑚á𝑥 = Cota máxima de la cuenca.

𝐶𝑚í𝑛 = Cota mínima de la cuenca. 𝐴 = Área de la cuenca, en m2.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-4 Rangos de clasificación según el número de Melton

Inundaciones (Agua Clara)

Crecientes de Detritos

Flujos de Detritos

Melton < 0.3 Melton 0.3 – 0.6 Melton > 0.6 y

longitud > 2.7 km

Melton > 0.6 y longitud < 2.7 km


.

Tiempo de concentración (Tc): Es entendido como el tiempo que tarda una gota de

lluvia en escurrir superficialmente desde el punto más alejado de la cuenca hasta su

salida. Para su cálculo existen diversas metodologías, sin embargo, a continuación,

se presentan tres de las más ampliamente empleadas.

Ecuación de Kirpich

𝑇𝐶 = 0.06628(𝐿

𝑆0.5)0.77

Donde,

𝑇𝐶 = Tiempo de concentración, en horas.


𝑆 = Pendiente calculada como la diferencia de cotas dividida entre la longitud del cauce

principal, en m/m.

Ecuación de Témez

𝑇𝐶 = 0.30 (𝐿

𝑆0.25)0.76

Donde,




principal, en m/m.

Ecuación de V. T. Chow

𝑇𝐶 = 0.273(𝐿

𝑆0.5)0.64

Donde,



CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO




principal, en m/m.

En la Tabla 4-5 y Tabla 4-6, se presentan los resultados de las características morfométricas

de las cuencas de estudio.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-5 Propiedades de la red hídrica

Cuenca Índice de

Compacidad Kc (adimensional)

Factor de Forma de Horton Rf

(adimensional)

Coeficiente de Circularidad de Miller Cc

(adimensional)

Largo rectángulo equivalent

e (km)

Ancho rectángulo equivalent

e (km)

Densidad de Drenaje Dd

(km-1)

Índice de torrencialidad (adimensional)

Número de

Melton

Pendiente media

del Cauce (m/m)

Quebrada Castillejo 1.34 0.21 0.55 3.83 1.11 3.37 4.48 0.49 0.21

Quebrada Castillejo Aguas Arriba

1.31 0.37 0.58 1.75 0.55 2.01 2.06 0.51 0.26


Tabla 4-6 Tiempo de Concentración

Cuenca

Tiempo de Concentración

Ecuación de Kirpich Ecuación de Témez Ecuación de V. T. Chow

horas min horas min horas min

Quebrada Castillejo 0.38 23.09 1.26 75.69 1.18 70.66

Quebrada Castillejo Aguas Arriba 0.16 9.72 0.56 33.56 0.57 34.43


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Curva Hipsométrica: La curva hipsométrica es la representación de la variación

porcentual de la elevación de los terrenos de la hoya con referencia al nivel del mar.

Esta índica el porcentaje de área de la cuenca o bien la superficie de la cuenca que

existe por encima de cierta cota determinada. A continuación, se presenta el

esquema para identificar los tipos de fase por las cuales puede ser analizada una

cuenca según el porcentaje de área sobre una altura relativa.

Figura 4-3 Interpretación de la curva hipsométrica de una hoya hidrográfica.

Fuente: Curvas hipsométricas características del ciclo de erosión según Strahler (Llamas, 1993).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Altu

ra rela

tiva

Porcentaje de área sobre altura relativa

Curva C: es una cuencasedimentaria (fase de vejez).

Curva B: es una cuenca enequilibrio (fase de madurez).

Curva A: refleja una cuenca congran potencial erosivo (fase dejuventud).

A

B

C

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 4-4 Curva Hipsométrica Quebrada Castillejo Aguas Arriba.


Figura 4-5 Quebrada Castillejo


2592

2642

2692

2742

2792

2842

2892

2942

2992

3042

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Cota

(m

)

Área acumulada (%)

2847.03 m Altitud media

2107

2207

2307

2407

2507

2607

2707

2807

2907

3007

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Cota

(m

)

Área acumulada (%)

2561.98 m Altitud media

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



De los análisis morfométricos de las cuencas, es posible concluir, que la cuenca Castillejo

se encuentra en fase de madurez, con un potencial erosivo medio.

Esta cuenca en su parte alta está definida como quebrada Castillejo Aguas Arriba, que se

encuentra en fase de madurez, aunque con un potencial erosivo más bajo que el presentado

en las cuencas que captan sus aguas (quebrada Castillejo) con un potencial erosivo medio.

Respecto a los resultados obtenidos para las cuencas Castillejo y Castillejo Aguas Arriba,

las curvas hipsométricas presentan pendientes regulares respecto al área acumulada, con

valores medios entre el rango del 20 al 30%, lo que aumenta la probabilidad de arrastre de

grandes volúmenes de material, y consecuentemente, la posible ocurrencia de eventos

torrenciales. Sin embargo, las condiciones climáticas del municipio presentan

precipitaciones máximas bajas comparadas con los rangos nacionales y el área de las

cuencas muestran caudales pequeños, que varían en cortos períodos de tiempo.

De los análisis morfométricos de las cuencas, es posible concluir que se encuentran en

fases de juventud y madurez, con un potencial erosivo alto y medio, de acuerdo con las

curvas hipsométricas. Características como el número de Melton describen susceptibilidad

a flujo de detritos; por los cambios de pendientes, en especial al presentar cambios fuertes

en los puntos de concentración de las cuencas.

La cuenca Castillejo Aguas Arriba - parte alta, con punto equidistante de concentración más

cercano al municipio, se toma como la cuenca de análisis que podría en teoría generar un

flujo de agua importante, y que además tendría incidencia en los accesos viales localizados

al oriente del casco urbano de Úmbita sobre los tramos e infraestructura de paso que

conectan con la carrera 7 y calle 7. Para identificar las características morfométricas más

importantes de ambas cuencas, a continuación, es presentada la descripción de las

principales características de la cuenca con relación a flujos por inundación y avenidas

torrenciales.

Índice de Compacidad (Kc): Categorizada con valores de 1 a mayores de 1.5, por definición

un índice de compacidad más cercano a 1 indicara la tendencia a concentrar fuertes

volúmenes de escurrimiento. Ambas cuencas concentran valores medios con descripción

de forma oval – oblonga.

Densidad de drenaje (Dd): La densidad de drenaje relaciona la longitud total de los cauces

y el área de la cuenca, donde una cuenca con mayor valor en la densidad definirá la

capacidad de escurrimiento de la cuenca. Para la cuenca aguas arriba se presentan rangos

moderados de concentración y conforme se acerca al punto de concentración de la cuenca

Castillejo antes de la confluencia con río Bosque aumenta su densidad ante una mayor

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



longitud en los drenajes que confluyen al cauce principal. De lo anterior, es más probable

presentar eventos súbitos de lluvia en la cuenca baja de Castillejo, en períodos de tiempo

relativamente rápidos.

Factor de Forma de Horton (Rf): Según el criterio de Horton, la clasificación de la cuenca

presenta condiciones morfométricas de baja susceptibilidad hacia las crecidas, rápidas y

muy intensas. Por la densidad de drenaje y el área de la cuenca, es más probable encontrar

eventos prolongados con picos de caudal bajos. La duración de caudal de salida de la

cuenca presentara a curvas de caudal achatadas, sin variaciones importantes en el tiempo

de duración del evento.

Número de Melton: La caracterización morfométrica de las cuencas describe una mayor

probabilidad de flujo de detritos en la parte alta de la cuenca Castillejo, con cambios de

altura importante en la longitud del cauce, en una extensión muy pequeña de la cuenca.

Conforme el flujo llega al segundo punto de concentración, se observa el cambio de índice,

mostrando una descripción de creciente de detritos.

Respecto a las curvas de hipsométricas, se observa el cambio de la fase de juventud de la

cuenca aguas arriba, con variaciones importante pasando a una cuenca en estado de

madurez. Para la parte superior de la cuenca es posible identificar un potencial erosivo

mayor que conforme se avanza en el cauce se perciben condiciones moderadas.

Índice morfométrico de torrencialidad

Los parámetros morfométricos calculados permiten definir las condiciones hidrológicas de

la cuenca, su valoración incluye las características físicas (coeficiente de compacidad,

pendiente de la cuenca) y de los cursos de agua (densidad de drenaje), los cuales son

indicativos de la forma como se concentra la escorrentía, la oportunidad de infiltración, la

velocidad y capacidad de arrastre de sedimentos en una cuenca, la eficiencia o rapidez de

la escorrentía y de los sedimentos para salir de la cuenca luego de un evento de

precipitación y con ello inferir cuál podría ser el nivel de susceptibilidad a procesos

torrenciales (Rivas y Soto, 2009).

Tabla 4-7 Relaciones para categorizar el índice morfométrico.

Índice morfométrico

Escala

Área de la

cuenca de

drenaje (km2)

Categorías

1 2 3 4 5

1:10.000 <15 <1.50 1.51 – 2.00

2.01 – 2.50

2.51 – 3.00

>3

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Índice morfométrico

Escala

Área de la

cuenca de

drenaje (km2)

Categorías

1 2 3 4 5

Densidad de drenaje

(km/km2)

1:25.000 16 a 50 <1.20 1.21 – 1.80

1.81 – 2.00

2.01 – 2.50

>2.5

1:100.000 > 50 <1.00 1.01 -1.50 1.51 – 2.00

2.01 – 2.50

>2.5

Baja Moderada Moderada

Alta Alta Muy Alta

Pendiente media de la cuenca (%)

1:10.000 <15 <20 21 - 35 36 – 50 51 – 75 >75

1:25.000 >50 <15 16 - 30 30 - 45 46 -65 >65

Accidentado Fuerte Muy

Fuerte Escarpado

Muy Escarpado

Coeficiente de

compacidad

<1.625 1.376 – 1.500

1.251 – 1.375

1.126 – 1.250

1.000 – 1.125

Oval oblonga a

rectangular oblonga

Oval-redonda a oval-oblonga

Casi redonda a oval-redonda

Fuente: Rivas y Soto, (2009).

La tabla presentada, se utiliza para identificar la relación entre las características

morfométricas de la cuenca y cuyos parámetros sirven para identificar las condiciones de

torrencialidad. Frente a lo anterior, la Tabla 4-9, presenta los resultados obtenidos para la

cuenca Quebrada Castillejo.

Posteriormente y con los resultados obtenidos, se estima el índice morfométrico de torrencialidad mediante la aplicación de la siguiente tabla:

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-8 Relaciones entre variables para el índice morfométrico

Pendiente de la cuenca

Densid

ad d

e d

rena

je

1 2 3 4 5

Coeficie

nte

de form

a

1

111 121 131 141 151 1 1

112 122 132 142 152 2 2

113 123 133 143 153 3 3

114 124 134 144 154 4 4

115 125 135 145 155 5 5

2

211 221 231 241 251 6 1

212 222 232 242 252 7 2

213 223 233 243 253 8 3

214 224 234 244 254 9 4

215 225 235 245 255 10 5

3

311 321 331 341 351 11 1

312 322 332 342 352 12 2

313 323 333 343 353 13 3

314 324 334 344 354 14 4

315 325 335 345 355 15 5

4

413 423 433 443 453 18 3

414 424 434 444 454 19 4

415 425 435 445 455 20 5

5

511 521 531 541 551 21 1

512 522 532 542 552 22 2

513 523 533 543 553 23 3

514 524 534 544 554 24 4

515 525 535 545 555 25 5

Muy Alta Alta Media Baja Muy Baja

5 4 3 2 1

Fuente: Rivas y Soto, (2009).

Las condiciones para el índice morfométrico de torrencialidad para la cuenca de la quebrada

Castillejo, son mostrados en la Tabla 4-9.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-9 Categorías del índice morfométrico de torrencialidad para Castillejo Aguas Arriba

Cuenca Área (km2) Pendiente Índice de Compacidad

Kc (adimensional) Densidad de Drenaje Dd

(km-1)

Castillejo

0.97 25.58 1.31 2.01

- Fuerte Oval-redonda a oval-

oblonga Alta

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 4-10 Índice morfométrico de torrencialidad

Cuenca

Índice morfométrico de Torrencialidad

Densidad de Drenaje

Pendiente media de la cuenca (%)

Coeficiente de compacidad

Índice morfométrico de

torrencialidad

Castillejo 4 Alta 2 Fuerte 3 Oval-redonda a oval-

oblonga 423 Media

Fuente: Elaboración propia.

Según los lineamientos conceptuales y metodológicos para la Evaluación Regional del

Agua, estudio elaborado por el IDEAM, la quebrada Castillejo, puede presentar procesos

hidrológicos moderados a rápidos en temporadas invernales largas, al estar ubicada en

zonas de montaña, puede presentar movimientos de remoción en masa, transporte de

sedimentos y escombros, en temporadas invernales.

Los eventos amenazantes asociados a las avenidas torrenciales afectan severamente las

estructuras que se localicen a su paso, especialmente las localizadas en el cauce y

márgenes del mismo, como las estructuras de paso de la carrera 7 y calle 7 (ver Figura

5-1). Dependiendo del tipo de material en el lecho o arrastre, se define el tipo de flujo, lo

que se traduce en diferentes tipos de fenómenos, como lo son el flujo de lodos, flujo de

detritos, flujo de rocas, flujo de escombros, entre otros, y cada uno tiene sus propias

características en términos de velocidad, altura, viscosidad, cantidad de agua, entre otras.

Los sedimentos finos son los que eventualmente pueden producir obstrucciones o

acumulación de sedimento a largo plazo en las estructuras, sin embargo la destrucción se

asocia al arrastre de materiales más heterogéneos y gruesos, rocas y/o bloques de

decímetros a metros cúbicos.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.3 RESUMEN CLIMÁTICO A PARTIR DE INFORMACIÓN

OBTENIDA DE LAS ESTACIONES

HIDROCLIMATOLÓGICAS.

El análisis de la precipitación, tanto temporal como espacial, se realizó con los valores

totales mensuales medios de la serie histórica de las estaciones nombradas en el capítulo

anterior. Para la estación Quinchos Los (35070060), se realizó la valoración de la serie

comprendida entre el período de tiempo de 1972 hasta 2017 y para el restante de

estaciones (Chinavita (35070070) Tibaná (35070040) y Turmequé (35070030) y Úmbita

(35070050)), se consideró la serie entre los años 1959-2017. La precipitación está marcada

a lo largo del año por el movimiento de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT) sobre la

zona ecuatorial. A continuación, se relaciona el régimen de precipitaciones para la zona de

estudio y las estaciones seleccionadas:

Figura 4-6 Precipitación Máxima Promedio Mensual.

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

P Total Mensual 14.6 25.7 53.1 104.6 124.7 129.4 135.5 119.4 88.2 91.5 77.7 31.1

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

P (

mm

)

Precipitación Total Mensual (mm) - Estación 35070050 Úmbita

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO




P Total Mensual 26.9 40.6 77.7 172.9 233.9 267.3 274.7 207.3 163.1 175.7 143.7 60.4

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

P (

mm

)

Precipitación Total Mensual (mm) - Estación 35070060 Quinchos Los


P Total Mensual 21.2 39.1 67.6 131.9 184.2 205.8 218.5 191.9 139.9 136.8 116.4 47.5

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

P (

mm

)

Precipitación Total Mensual (mm) - Estación 35070070 Chinavita

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO




En las estaciones analizadas se observa la presencia de una temporada de invierno en el

año, correspondientes a los meses de abril a noviembre, con rangos de precipitación media

y baja con relación a los rangos nacionales. Esta temporada, se intensifica en el período

comprendido entre junio y agosto, como en el mes de octubre. La temporada seca se

presenta en un período más reducido que inicia desde el mes de diciembre hasta marzo.

En cuanto a la estación pluviométrica de Úmbita, cercana a la cabecera municipal alcanza

su pico de lluvias en el mes de julio.


P Total Mensual 19.4 28.4 55.3 105.4 150.7 152.4 164.4 143.2 112.0 118.8 94.2 38.2

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

P (

mm

)

Precipitación Total Mensual (mm) - Estación 35070040 Tibaná


P Total Mensual 17.7 25.0 50.3 88.8 104.3 101.5 105.0 92.8 70.4 94.6 72.4 30.2

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

P (

mm

)

Precipitación Total Mensual (mm) - Estación 35070030 Turmequé

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



En síntesis, el municipio de Úmbita y los municipios circundantes se caracterizan por

mantener un período invernal bastante prolongado, pero con bajas intensidades de

precipitación, caracterizando por climas húmedos y semihúmedos.

Figura 4-7 Precipitación máxima mensual en 24 horas.


Pmáx 28.0 31.5 49.3 51.3 50.0 68.5 40.0 35.0 42.5 40.0 44.0 40.0

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

P (

mm

)

Precipitación máxima mensual (mm) - Estación 35070050 Úmbita


Pmáx 52.0 50.0 46.4 82.0 190.8 80.9 65.0 122.0 52.5 53.5 53.8 37.0

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

P (

mm

)

Precipitación máxima mensual (mm) - Estación 35070070 Chinavita

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO




Con las estaciones pluviométricas cercanas y los resultados máximos en 24 horas, se

observa, un comportamiento similar para temporadas húmedas y secas en las estaciones

objeto de estudio, siendo los meses de marzo a junio, el período que describe los máximos

registros, a su vez entre los meses de diciembre y febrero la temporada con menor

precipitación. De igual manera las figuras representan de forma esquemática los picos de

precipitación máxima observados, entregando un orden de magnitud de las condiciones


Pmáx 35.6 40.5 65.0 89.0 119.1 82.0 67.9 80.0 85.0 46.8 68.5 63.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

P (

mm

)Precipitación máxima mensual (mm) - Estación 35070060 Quinchos

Los


Pmáx 25.0 35.3 55.0 80.7 56.5 71.5 73.2 57.0 41.1 110.0 64.4 35.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

P (

mm

)

Precipitación máxima mensual (mm) - Estación 35070040 Tibaná

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



extremas a las cuales puede verse sometida la región en un período corto de tiempo (24

horas). En general, el régimen de precipitaciones mantiene la tendencia mostrada en los

totales mensuales.

4.4 ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS

A partir de la información recopilada del IDEAM (estaciones Chinavita (35070070) Tibaná

(35070040) y Turmequé (35070030) y Úmbita (35070050) y Quinchos Los (35070060), se

realiza un análisis de tipo estadístico, identificando los datos faltantes de las series de

precipitación máxima promedio en 24 horas y su posterior llenado de datos en función de

los valores de precipitación de las estaciones próximas. Posteriormente, se realiza la

eliminación de datos dudosos, conocido como análisis de Outliers para las estaciones del

área de estudio. Con los valores de cada estación, se eliminan los valores que se

encuentran por fuera de los rangos normales, bajo un intervalo de confianza del 99% de la

media.

4.4.1 Datos Faltantes

Con base en la definición de datos faltantes del libro Hidrología en la Ingeniería de Germán

Monsalve (1999), tenemos que:

“Existen estaciones pluviométricas con datos faltantes en sus registros debido, entre otros

factores, a la negligencia del operador o a la ausencia del aparato durante de determinado

tiempo. Como en hidrología se trabaja con series continuas, se deben completar dichos

datos faltantes.

En general, se puede utilizar la siguiente fórmula para completar dichos datos faltantes,

siempre y cuando se conozcan datos durante ese período en otras estaciones

pluviométricas cercanas.”

𝑃𝑥 =1

𝑛∗ [(𝑁𝑥𝑁1) ∗ 𝑃1 + (

𝑁𝑥𝑁2) ∗ 𝑃2 +⋯ .+(

𝑁𝑥𝑁𝑛) ∗ 𝑃𝑛]

En donde:

𝑛 = Número de estaciones pluviométricas con datos de registros continuos cercana a la

estación la cual va a ser completada en su registro.

𝑃𝑥 = Precipitación de la estación “x” durante el período de tiempo por completar.

𝑁𝑥= Precipitación media anual a nivel multianual de la estación “x”.

𝑃1 𝑎 𝑃𝑛= Precipitación de las estaciones 1 a n durante el período de tiempo por completar.

𝑁1 𝑎 𝑁𝑛 = Precipitación media anual a nivel multianual de las estaciones de 1 a n.”

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.2 Análisis de Puntos Anómalos (Outliers)

Los datos dudosos (outliers) son puntos de la información que se alejan significativamente

de la tendencia de la información restante (Chow, 1994) y que afectan de una manera

considerable la magnitud de los parámetros estadísticos de la serie, especialmente en

muestras pequeñas. Para detectar los datos dudosos, se calcularon umbrales superiores e

inferiores para la serie de datos de precipitación de la estación analizada de acuerdo a las

siguientes ecuaciones de frecuencia, recomendadas por Ven Te Chow:

𝑌𝐻 = �̅� + 𝐾𝑛𝑆𝑦

𝑌𝐿 = �̅� − 𝐾𝑛𝑆𝑦

Donde,

𝑌𝐻 = Umbral superior para datos dudosos en unidades logarítmicas.

𝑌𝐿 = Umbral inferior para datos dudosos en unidades logarítmicas.

𝑦 ̅ = Media de los logaritmos de los caudales.

𝑆𝑦 = Desviación estándar de los logaritmos de los caudales.

𝐾𝑛 = Valor tabulado para una muestra de tamaño n. El valor de 𝐾𝑛 para los análisis de datos dudosos se presentan en la Tabla 4-11.

Tabla 4-11 Valores de Kn para la prueba de datos dudosos.

Tamaño de muestra n

Kn Tamaño de muestra n



Kn

10 2.036 24 2.467 38 2.661 60 2.837

11 2.088 25 2.486 39 2.671 65 2.866

12 2.134 26 2.502 40 2.682 70 2.893

13 2.175 27 2.519 41 2.692 75 2.917

14 2.213 28 2.534 42 2.700 80 2.940

15 2.247 29 2.549 43 2.710 85 2.961

16 2.279 30 2.563 44 2.719 90 2.981

17 2.309 31 2.577 45 2.727 95 3.000

18 2.335 32 2.591 46 2.736 100 3.017

19 2.361 33 2.604 47 2.744 110 3.049

20 2.385 34 2.616 48 2.753 120 3.078

21 2.408 35 2.628 49 2.760 130 3.104

22 2.429 36 2.639 50 2.768 140 3.129

23 2.448 37 2.650 55 2.804

FUENTE: U.S. Water Resources Council, (1981).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Una gran parte de los datos dudosos y faltantes encontrados obedecen a la inexistencia de

registros mensuales para períodos de exceso y déficit de lluvia, dando coherencia a la

eliminación de los datos.

4.4.3 Pruebas de Ajuste

Con base en el registro de precipitación máxima promedio anual a nivel multianual, se

realiza un análisis de distribuciones de probabilidad con el fin de determinar a qué tipo de

distribución se ajustan mejor los valores de precipitación para la estación analizada

mediante la prueba de Kolmogorov.

Distribución Normal

En general, la distribución de la suma de N valores de la variable aleatoria tiende hacia

una distribución normal con media Nμ y varianza Nσ2 a medida que N aumenta (Mijares,

1992). La función de densidad de probabilidad es:

𝑓(𝑥) =1

𝜎√2𝜋𝑒𝑥𝑝

−12(𝑥−𝜇𝜎)2

En donde μ y σ corresponden a la media y la desviación estándar del conjunto de datos

respectivamente.

Distribución Log Normal

En esta función los logaritmos naturales de la variable aleatoria se distribuyen

normalmente (Mijares, 1992). La función de densidad de probabilidad es:

𝑓(𝑥) =1

𝑥𝛽√2𝜋𝑒𝑥𝑝

−12(𝑙𝑛𝑥−𝛼𝛽

)2

En donde los valores de 𝛼 𝑦 𝛽 son parámetros de la distribución.

𝛼 =∑ln𝑥𝑖𝑛

𝑛

𝑖=1

𝛽 = [∑(ln 𝑥𝑖 − 𝛼)

2

𝑛

𝑛

𝑖=1

]

1/2

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Los valores de la función de distribución de probabilidad se obtienen usando la Tabla

4-12. Definiendo la variable estandarizada como:

𝑧 =𝑙𝑛𝑥 − 𝛼

𝛽

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-12 Valores distribución Normal.

Fuente: Probabilidad y Estadística para Ingeniería y Ciencias - 8va Edición (Walpole, 2007).

de a

z 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

0.0 0.5000 0.5040 0.5080 0.5120 0.5160 0.5199 0.5239 0.5279 0.5319 0.5359

0.1 0.5398 0.5438 0.5478 0.5517 0.5557 0.5596 0.5636 0.5675 0.5714 0.5753

0.2 0.5793 0.5832 0.5871 0.5910 0.5948 0.5987 0.6026 0.6064 0.6103 0.6141

0.3 0.6179 0.6217 0.6255 0.6293 0.6331 0.6368 0.6406 0.6443 0.6480 0.6517

0.4 0.6554 0.6591 0.6628 0.6664 0.6700 0.6736 0.6772 0.6808 0.6844 0.6879

0.5 0.6915 0.6950 0.6985 0.7019 0.7054 0.7088 0.7123 0.7157 0.7190 0.7224

0.6 0.7257 0.7291 0.7324 0.7357 0.7389 0.7422 0.7454 0.7486 0.7517 0.7549

0.7 0.7580 0.7611 0.7642 0.7673 0.7704 0.7734 0.7764 0.7794 0.7823 0.7852

0.8 0.7881 0.7910 0.7939 0.7967 0.7995 0.8023 0.8051 0.8078 0.8106 0.8133

0.9 0.8159 0.8186 0.8212 0.8238 0.8264 0.8289 0.8315 0.8340 0.8365 0.8389

1.0 0.8413 0.8438 0.8461 0.8485 0.8508 0.8531 0.8554 0.8577 0.8599 0.8621

1.1 0.8643 0.8665 0.8686 0.8708 0.8729 0.8749 0.8770 0.8790 0.8810 0.8830

1.2 0.8849 0.8869 0.8888 0.8907 0.8925 0.8944 0.8962 0.8980 0.8997 0.9015

1.3 0.9032 0.9049 0.9066 0.9082 0.9099 0.9115 0.9131 0.9147 0.9162 0.9177

1.4 0.9192 0.9207 0.9222 0.9236 0.9251 0.9265 0.9279 0.9292 0.9306 0.9319

1.5 0.9332 0.9345 0.9357 0.9370 0.9382 0.9394 0.9406 0.9418 0.9429 0.9441

1.6 0.9452 0.9463 0.9474 0.9484 0.9495 0.9505 0.9515 0.9525 0.9535 0.9545

1.7 0.9554 0.9564 0.9573 0.9582 0.9591 0.9599 0.9608 0.9616 0.9625 0.9633

1.8 0.9641 0.9649 0.9656 0.9664 0.9671 0.9678 0.9686 0.9693 0.9699 0.9706

1.9 0.9713 0.9719 0.9726 0.9732 0.9738 0.9744 0.9750 0.9756 0.9761 0.9767

2.0 0.9772 0.9778 0.9783 0.9788 0.9793 0.9798 0.9803 0.9808 0.9812 0.9817

2.1 0.9821 0.9826 0.9830 0.9834 0.9838 0.9842 0.9846 0.9850 0.9854 0.9857

2.2 0.9861 0.9864 0.9868 0.9871 0.9875 0.9878 0.9881 0.9884 0.9887 0.9890

2.3 0.9893 0.9896 0.9898 0.9901 0.9904 0.9906 0.9909 0.9911 0.9913 0.9916

2.4 0.9918 0.9920 0.9922 0.9925 0.9927 0.9929 0.9931 0.9932 0.9934 0.9936

2.5 0.9938 0.9940 0.9941 0.9943 0.9945 0.9946 0.9948 0.9949 0.9951 0.9952

2.6 0.9953 0.9955 0.9956 0.9957 0.9959 0.9960 0.9961 0.9962 0.9963 0.9964

2.7 0.9965 0.9966 0.9967 0.9968 0.9969 0.9970 0.9971 0.9972 0.9973 0.9974

2.8 0.9974 0.9975 0.9976 0.9977 0.9977 0.9978 0.9979 0.9979 0.9980 0.9981

2.9 0.9981 0.9982 0.9982 0.9983 0.9984 0.9984 0.9985 0.9985 0.9986 0.9986

3.0 0.9987 0.9987 0.9987 0.9988 0.9988 0.9989 0.9989 0.9989 0.9990 0.9990

3.1 0.9990 0.9991 0.9991 0.9991 0.9992 0.9992 0.9992 0.9992 0.9993 0.9993

3.2 0.9993 0.9993 0.9994 0.9994 0.9994 0.9994 0.9994 0.9995 0.9995 0.9995

3.3 0.9995 0.9995 0.9995 0.9996 0.9996 0.9996 0.9996 0.9996 0.9996 0.9997

3.4 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9997 0.9998

Áreas bajo la curva normal

− 𝑧

𝑧 = 1

2𝜋 𝑒− /2

−

𝑧

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Despejando x se tiene:

𝑥 = 𝑒𝑥𝑝( 𝛽+𝛼) Distribución Pearson Tipo III

Esta distribución (también llamada Gamma de tres parámetros) hace uso de los tres

momentos de la muestra (media, desviación estándar y coeficiente de asimetría) para

definir su función de densidad de probabilidad:

𝑓(𝑥) =𝜆𝛽(𝑥 − 𝜖)𝛽−1𝑒𝑥𝑝−𝜆(𝑥−𝜖)

Γ(𝛽)

Donde,

𝛽 = (2

𝐶𝑠)2

𝜆 =𝑠𝑥

√𝛽

𝜖 = �̅� − 𝑠𝑥√𝛽

Distribución Gumbel

Según (Mijares, 1992), la distribución de Gumbel es una de las distribuciones más

adecuadas para analizar la frecuencia de eventos hidrológicos extremos máximos.

Supóngase que se tiene N muestras, cada una de las cuales contiene N eventos. Si se

selecciona el máximo x de los N eventos, es posible demostrar que, a medida que N

aumenta, la función de distribución de probabilidad es la siguiente:

(𝑥) = 𝑒−𝑒−𝛼(𝑥−𝛽)

La función de densidad de la probabilidad es entonces:

𝑓(𝑥) = 𝛼𝑒[−𝛼(𝑥−𝛽)−𝑒−𝛼(𝑥−𝛽)]

Donde α y β son los parámetros de la función, estimados como:

𝛼 =𝜎𝑦

𝑆

𝛽 = �̅� −𝜇𝑦

𝛼

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Distribución SQRT-ET Max

La serie SQRT-ET Max, ha adquirido relevancia por su fácil aplicación en el análisis de

valores extremos en el campo de la meteorología. La distribución fue propuesta Etoh et

al. (1986), así

(𝑥) = 𝑒𝑥𝑝[−𝑘(1 + √𝛼𝑥) ∗ 𝑒𝑥𝑝(−√𝛼𝑥)]

Donde: (𝑥) = probabilidad de que se presente un valor inferior a x

𝑘, 𝛼 = parámetros de la distribución que dependen de la media y desviación típica

Los parámetros 𝑘 y 𝛼, se desarrollan de la siguiente forma:

ln(𝑘) = ∑𝛼𝑖 ∗ [ln (𝐶𝑣)]𝑖

6

𝑖=0

𝐶𝑣 = coeficiente de variación (desv típica/media aritmética)

ln(𝐼𝑙) = ∑𝑏𝑖 ∗ [ln (𝑘)]𝑖

6

𝑖=0

𝛼 =𝑘

1 − 𝑒−𝑘𝐼𝑙2�̅�

𝛼𝑖, 𝑏𝑖,= coeficientes calculados por publicación original de Zorraquino, C (2004).

�̅� = media aritmética

Con los valores de precipitación máxima anual en 24 horas, para cada una de las estaciones

pluviométricas utilizadas en la estimación de caudales arrojo los siguientes resultados:

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-13 Resultados Prueba Kolmogorov.

Estación

F0 (xm) - F(xm)

Normal Log

Normal Pearson III Log Pearson III Gumbel

Sqrt Et Máx.

Mejor Distribución

35070050 Úmbita

0.0932 0.1472 0.0973 0.0952 0.1094 0.1212 Normal

Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple

35070060 Quinchos

Los

0.1143 0.0751 0.0477 0.0513 0.0533 0.0531 Pearson III


35070070 Chinavita

0.1530 0.1072 0.1645 0.1007 0.1031 0.1047 Log Pearson III Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple

35070040 Tibaná

0.1279 0.0569 0.0561 0.0662 0.0575 0.0729 Pearson III


35070030 Turmequé

0.2198 0.1376 0.1994 0.1299 0.1498 0.1227 Sqrt Et máx.

No Cumple Cumple No Cumple Cumple Cumple Cumple


Por la cercanía a la zona de estudio, a continuación, se presentan la gráfica para la

distribución de probabilidad de la estación Úmbita 35070050.

Figura 4-8 Distribución de Probabilidad Acumulada. Estación 35070050 Úmbita


0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Distribuciones de Probabilidad Acumulada

Normal

Log Normal

Pearson III

Log Pearson III

Gumbel

Sqrt Et Máx.

35070050 Úmbita

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.3.1 Estimación de caudales

Para realizar el análisis hidrológico de las cuencas y de esta forma poder establecer los

caudales que se generan en cada hoya hidrográfica se emplea el método del Soil

Conservation Service (SCS) conocido como Número de Curva (CN), para estimar los

valores de caudal con base en la curva IDF de la zona de estudio obteniéndose los

hidrogramas mediante una convolución del caudal. A continuación, se presenta una breve

descripción de la metodología utilizada.

En este método, la profundidad de escorrentía (es decir, la profundidad neta de

precipitación) está en función de la profundidad total de precipitación y de los parámetros

de abstracción referidos al número de curva de escorrentía, denominado número de curva

o CN. El número de curva varía en un rango de 1 a 100, existiendo una relación entre las

propiedades productoras de escorrentía de la cuenca hidrográfica como: tipo de suelo

hidrológico, uso y tratamiento del suelo, condiciones de la superficie del terreno, y condición

de humedad antecedente del suelo.

La clasificación del suelo para la determinación del número de curva se realiza de acuerdo

con los siguientes parámetros tomados del libro Hidrología en la Ingeniería de Germán

Monsalve (1999),

A. “(Bajo potencial de escorrentía). Suelos que tienen alta tasa de infiltración incluso

cuando estén muy húmedos. Consisten en arenas o gravas profundas, bien a

excesivamente drenadas. Estos suelos tienen una alta tasa de transmisión de agua.

B. (Moderadamente bajo potencial de escorrentía). Suelos con tasa de infiltración

moderada cuando están muy húmedos. Suelos moderadamente profundos a

profundos, moderadamente bien drenados a bien drenados, suelos con texturas

moderadamente finas a moderadamente gruesas, y permeabilidad moderadamente

lenta a moderadamente rápida. Son suelos con tasas de transmisión de agua

moderadas.

C. (Moderadamente alto potencial de escorrentía). Suelos con infiltración lenta cuando

están muy húmedos. Consisten en suelos con un estrato que impide el movimiento

del agua hacia abajo; suelos de texturas moderadamente finas a finas; suelos con

infiltración lenta debido a sales o álcalis o suelos con niveles freáticos moderados.

Esos suelos pueden ser pobremente drenados o bien a moderadamente bien

drenados, con estratos de permeabilidad lenta a muy lenta a poca profundidad (50-

100 cm).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



D. (Alto potencial de escorrentía). Suelos con infiltración muy lenta cuando están muy

húmedos. Consisten en suelos arcillosos con alto potencial de expansión; suelos

con nivel freático alto permanente; suelos con estrato arcilloso superficial; suelos

con infiltración muy lenta debido a sales o álcalis y suelos poco profundos sobre

material casi impermeable. Estos suelos tienen una tasa de transmisión de agua

muy lenta.”

4.4.3.2 Análisis Espacial de Precipitaciones

A partir de las estaciones. Chinavita (35070070) Tibaná (35070040) y Turmequé

(35070030) y Úmbita (35070050) y Quinchos Los (35070060), se procede a establecer

metodologías que determinen la precipitación que mejor representa la zona de estudio.

4.4.3.3 Inverso Cuadrado de la Distancia

Para realizar el análisis espacial de las precipitaciones, primero se comparan los años con

información disponible de cada estación con la finalidad de identificar cuales años tienen

en común todas las estaciones y así tener el mismo período de registro, luego se calcula la

distancia de cada estación al centroide de cada cuenca; lo anterior para hacer uso de la

ecuación descrita por el método de las distancias inversas:

𝑃𝑚𝑎𝑥 =∑𝑃𝑖

𝐷𝑖2

𝑛

𝑖=1

∑1

𝐷𝑖2

𝑛

𝑖=1

⁄

Donde,

𝑃𝑚𝑎𝑥 = Precipitación máxima, en mm

𝑃𝑖 = Precipitación máxima por año de cada estación, en mm

𝐷𝑖 = Distancia de cada estación al centroide de la cuenca de interés, en m

Para estimar los valores de precipitación de las estaciones de la cuenca bocatoma Isabel,

Rosario y Santa Ana se utilizaron los siguientes registros de precipitación.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-14 Precipitación Máxima Anual en 24 horas.

IDEAM IDEAM IDEAM IDEAM IDEAM

35070050 Úmbita 35070060 Quinchos Los

35070070 Chinavita

35070040 Tibaná

35070030 Turmequé

Precipitación Máxima Anual en 24 horas (mm)

Año

Precipitación (mm)

Año Precipitación

(mm) Año

Precipitación (mm)

Año Precipitación

(mm) Año

Precipitación (mm)

1971 35.00 1971 43.00 1971 45.00 1971 38.00 1971 30.00

1972 48.00 1972 47.00 1972 35.00 1972 33.00 1972 115.00

1973 40.00 1973 76.00 1973 41.00 1973 36.00 1973 29.00

1974 45.00 1974 35.00 1974 40.00 1974 22.00 1974 28.00

1975 41.00 1975 36.00 1975 45.00 1975 24.00 1975 32.00

1976 28.20 1976 40.00 1976 50.00 1976 52.00 1976 25.00

1977 39.30 1977 53.00 1977 50.00 1977 31.00 1977 33.00

1978 27.40 1978 89.00 1978 40.00 1978 25.00 1978 27.00

1979 36.00 1979 39.00 1979 38.00 1979 30.00 1979 52.00

1980 51.30 1980 45.00 1980 56.00 1980 33.00 1980 35.00

1981 35.10 1981 45.00 1981 48.00 1981 40.60 1981 51.00

1982 41.60 1982 44.00 1982 51.00 1982 26.40 1982 34.00

1983 30.70 1983 45.00 1983 41.00 1983 22.00 1983 70.00

1984 31.00 1984 85.00 1984 42.00 1984 19.40 1984 29.30

1985 37.80 1985 40.00 1985 30.00 1985 22.80 1985 44.00

1986 30.00 1986 60.00 1986 65.00 1986 24.90 1986 39.30

1987 28.00 1987 40.00 1987 36.90 1987 34.20 1987 27.20

1988 41.00 1988 - 1988 40.00 1988 - 1988 -

1989 29.30 1989 60.00 1989 56.70 1989 30.40 1989 20.00

1990 33.00 1990 36.00 1990 38.10 1990 30.50 1990 100.00

1991 31.80 1991 45.00 1991 47.30 1991 73.20 1991 40.00

1992 34.50 1992 35.00 1992 39.20 1992 40.00 1992 30.40

1993 34.00 1993 48.00 1993 39.50 1993 56.50 1993 80.00

1994 35.30 1994 80.00 1994 122.00 1994 110.00 1994 40.20

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



IDEAM IDEAM IDEAM IDEAM IDEAM

35070050 Úmbita 35070060 Quinchos Los

35070070 Chinavita

35070040 Tibaná

35070030 Turmequé

Precipitación Máxima Anual en 24 horas (mm)

Año

Precipitación (mm)

Año Precipitación

(mm) Año

Precipitación (mm)

Año Precipitación

(mm) Año

Precipitación (mm)

1995 42.50 1995 50.00 1995 53.50 1995 20.00 1995 21.00

1996 30.50 1996 70.00 1996 50.00 1996 21.90 1996 50.00

1997 27.50 1997 66.00 1997 39.80 1997 43.20 1997 24.20

1998 41.50 1998 63.00 1998 42.00 1998 51.00 1998 23.00

1999 40.70 1999 37.00 1999 38.70 1999 25.40 1999 20.00

2000 32.40 2000 56.50 2000 50.50 2000 46.00 2000 45.00

2001 36.00 2001 67.50 2001 52.50 2001 41.10 2001 30.00

2002 38.20 2002 60.00 2002 57.40 2002 53.00 2002 33.90

2003 45.50 2003 50.00 2003 24.70 2003 80.70 2003 40.00

2004 46.80 2004 63.00 2004 40.20 2004 57.00 2004 30.00

2005 32.30 2005 41.00 2005 35.30 2005 64.40 2005 21.20

2006 44.00 2006 49.60 2006 51.50 2006 51.00 2006 33.40

2007 32.20 2007 72.80 2007 34.50 2007 41.50 2007 32.30

2008 33.00 2008 44.30 2008 190.80 2008 38.90 2008 36.90

2009 33.50 2009 52.00 2009 41.80 2009 28.50 2009 44.70

2010 68.50 2010 46.50 2010 49.20 2010 31.00 2010 35.10

2011 45.50 2011 57.30 2011 80.90 2011 55.00 2011 43.00

2012 42.00 2012 53.50 2012 50.70 2012 59.00 2012 33.10

2013 29.00 2013 68.50 2013 50.80 2013 56.00 2013 25.10

2014 49.30 2014 57.40 2014 26.90 2014 35.30 2014 52.00

2015 32.60 2015 52.60 2015 39.70 2015 43.00 2015 19.00

2016 32.50 2016 60.00 2016 40.20 2016 39.50 2016 21.70

2017 40.40 2017 119.10 2017 32.40 2017 71.50 2017 30.10 Fuente: Elaboración Propia.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 4-9 Precipitación Máxima en 24 horas (mm/d)


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

197

1

197

2

197

3

197

4

197

5

197

6

197

7

197

8

197

9

198

0

198

1

198

2

198

3

198

4

198

5

198

6

198

7

198

8

198

9

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

201

1

201

2

201

3

201

4

201

5

201

6

201

7

Precipitación Máxima anual en 24 horas (mm/d)

35070050 Úmbita

35070060 Quinchos Los

35070070 Chinavita

35070040 Tibaná

35070030 Turmequé

Media

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Los registros de precipitación máxima de las estaciones cercanas a la zona de estudio,

identifican valores medios de lluvias con un valor de 44.07 mm/d. Estas precipitaciones

describen condiciones bajas y medias de lluvia en la región, respecto a los rangos de

estimación nacionales del IDEAM, según su Atlas Climatológico. Por otro lado, se observan

algunos valores anómalos de precipitación, que pueden influir en la estimación real de los

valores máximos a emplear en el estudio de caudales, estos son tenidos en cuenta

mediante la identificación de puntos anómalos (outliers), y generación de las estaciones

virtuales para cada una de las cuencas.

Las distancias de cada estación respecto al centroide de las cuencas se muestran a

continuación:

Tabla 4-15 Distancia al centroide estación virtual de las cuencas objeto de estudio.

Q Castillejo

Estación Longitud m

35070050 Úmbita 1162.72

35070060 Quinchos Los 11159.42

35070070 Chinavita 11695.99

35070040 Tibaná 11158.86

35070030 Turmequé 11177.17

Q Castillejo Aguas Arriba

Estación Longitud m

35070050 Úmbita 2133.89

35070060 Quinchos Los 12212.17

35070070 Chinavita 12808.61

35070040 Tibaná 11289.94

35070030 Turmequé 10261.48


Las estimaciones de la precipitación para cada uno de los valores máximos por estación

varían de acuerdo con su proximidad al centroide de cada cuenca. Por tanto, la estimación

de la precipitación máxima ponderada, al tener en cuenta las distancias a cada cuenca, tal

como se aprecia en la ecuación para el cálculo del inverso de la distancia, pondera los

resultados de cada estación y le da mayor valoración a la estación más cercana.

A continuación, los valores de precipitación máxima para cada una de las cuencas virtuales.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-16 Precipitación Máxima en 24 horas

Estación Virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba

Año P máx. (mm)

1971 35.36

1972 46.67

1973 40.45

1974 43.24

1975 40.09

1976 29.67

1977 39.43

1978 29.27

1979 36.55

1980 50.05

1981 36.46

1982 41.13

1983 32.56

1984 32.29

1985 37.43

1986 31.85

1987 28.70

1988 40.98

1989 30.47

1990 35.67

1991 34.14

1992 34.64

1993 36.97

1994 40.04

Tabla 4-17 Precipitación Máxima en 24 horas

Estación Virtual Quebrada Castillejo

Año P máx. (mm)

1971 35.16

1972 47.57

1973 40.23

1974 44.43

1975 40.72

1976 28.74

1977 39.39

1978 28.13

1979 36.15

1980 50.92

1981 35.55

1982 41.48

1983 31.26

1984 31.53

1985 37.66

1986 30.69

1987 28.27

1988 41.02

1989 29.79

1990 33.75

1991 32.60

1992 34.56

1993 34.91

1994 36.98

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Año P máx. (mm)

1995 41.45

1996 32.51

1997 29.20

1998 41.68

1999 39.28

2000 34.40

2001 37.18

2002 39.56

2003 46.01

2004 46.76

2005 33.19

2006 44.15

2007 33.64

2008 33.93

2009 34.47

2010 34.15

2011 46.88

2012 42.72

2013 31.29

2014 48.63

2015 33.12

2016 33.24

2017 41.26

Año P máx. (mm)

1995 42.22

1996 31.21

1997 28.15

1998 41.64

1999 40.27

2000 33.10

2001 36.48

2002 38.72

2003 45.66

2004 46.84

2005 32.64

2006 44.09

2007 32.74

2008 33.33

2009 33.84

2010 33.71

2011 46.03

2012 42.29

2013 29.86

2014 49.05

2015 32.84

2016 32.82

2017 40.72

Fuente Elaboración Propia.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.3.4 Precipitaciones de Corta Duración

La determinación de las características de la precipitación de corta duración, en el análisis

de riesgos del control y manejo de la escorrentía superficial, inicia con el uso de una

tormenta o evento extremo, que involucra una relación entre su intensidad, en un delta de

tiempo, su duración y las frecuencias o períodos de retorno. En este sentido, las curvas IDF

son representaciones de las características de un evento máximo para un sitio o localidad;

con ellas el diseñador, apoyado en criterios técnicos y económicos, establece las obras

requeridas para el control y manejo del drenaje.

La variación espacial de la lluvia de corta duración se construyó a partir de las

precipitaciones máximas anuales en 24 horas. El método que se usó fue el de las curvas

sintéticas regionalizadas de intensidad, duración y frecuencia para Colombia elaborado por

Vargas R. y Díaz Granados M. (1998).

La ecuación general para obtener las intensidades está dada por:

𝑖 =𝑎 ∗ 𝑇𝑟

𝑏 ∗ 𝑀𝑑

(𝑡60)

𝐶

Donde,

𝑖 = Intensidad en mm/h.

𝑇𝑟 = Periodo de retorno en años.

𝑀 = Precipitación máxima diaria promedio en mm.

𝑡 = Tiempo de la lluvia en min.

𝑎, 𝑏, 𝑐, = Parámetros de ajuste.

Para este caso, el área de estudio se ubica dentro de la clasificación del INVIAS en la

Región R1 (Región Andina) y los parámetros de ajuste se presentan en la Tabla 4-18.

Tabla 4-18 Parámetros a, b, c y d para cada región.

REGIÓN a b c d

Andina (R1) 0.94 0.18 0.66 0.83

Caribe (R2) 24.85 0.22 0.50 0.10

Pacífico (R3) 13.92 0.19 0.58 0.20

Orinoquía (R4) 5.53 0.17 0.63 0.42

FUENTE: Manual de drenaje para carreteras, (INVIAS, 2013).

Para el cálculo del parámetro M, se realiza el promedio de los valores máximos de

precipitación en 24 horas para cada uno de los años presentados en la Tabla 4-16 hasta la

Figura 4-10. La curva IDF resultado del análisis anterior se presenta a continuación:

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 4-10 Curvas IDF para la zona de estudio Estación virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba.


Figura 4-11 Curvas IDF para la zona de estudio Estación Virtual Quebrada Castillejo


0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

0 50 100 150 200

I(m

m/h

r)

t(min)

Curvas IDF método de Díaz Granados para Estación virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba

Tr=2 Años

Tr=5 Años

Tr=10 Años

Tr=20 Años

Tr=25 Años

Tr=50 Años

Tr=100 Años

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

0 50 100 150 200

I(m

m/h

r)

t(min)

Curvas IDF método de Díaz Granados para Estación virtual Quebrada Castillejo

Tr=2 Años

Tr=5 Años

Tr=10 Años

Tr=20 Años

Tr=25 Años

Tr=50 Años

Tr=100 Años

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.4 Cobertura Vegetal

Se realiza un análisis de la distribución espacial de los diferentes tipos de cobertura vegetal

y usos del suelo en cada una de las cuencas de análisis, con el fin de obtener un valor que

represente el efecto que tienen dichos parámetros dentro del proceso de generación de

escorrentía superficial.

La metodología que se emplea para el análisis mencionado anteriormente corresponde al

método del Número de Curva (CN) del Soil Conservation Service. Donde, para estimar

dicho coeficiente, se realiza una ponderación de los valores correspondientes a cada

cobertura vegetal que se encuentren presentes al interior de las cuencas.

𝐶𝑁 =1

𝐴𝑇∗∑(𝐴𝑖 ∗ 𝐶𝑁𝑖)

𝑛

𝑖=1

Donde,

𝐶𝑁 = Número de curva ponderado de la cuenca.

𝐶𝑁𝑖 = Número de curva correspondiente al tipo de cobertura 𝑖.

𝐴𝑇 = Área total de la cuenca.

𝐴𝑖 = Área correspondiente al tipo de cobertura 𝑖. 4.4.4.1 Clasificación hidrológica de suelos casco urbano de Úmbita

El suelo aflorante en la cuenca de la quebrada Castillejo, corresponde principalmente a

arcillas y lodos color ocre a amarillo, las cuales hacen parte de los suelos residuales

producto de la meteorización de las rocas de la Formación -Arcillas de Socha (Tas) y

Depósitos Coluviales (Qco) (información sobre la geología de la zona se amplía en el

capítulo CONTEXTO GEOLÓGICO). Estos se clasifican hidrogeológicamente como de Tipo

C. “(Moderadamente alto potencial de escorrentía). Suelos con taza de infiltración lenta

cuando están muy húmedos. Son estratos de permeabilidad lenta a muy lenta a poca

profundidad 50-100 cm” (MONSALVE SAÉNZ, Hidrología en Ingeniería).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-19 Número de curva de escorrentía para áreas urbanas.

Fuente: Hidrología en la Ingeniería, (Monsalve, 1992).

A B C D

Espacios abiertos (prados, parques, campos de golf,

cementerios, etc.)

Condición pobre (menos del 50% cubierto de pasto) 68 79 86 89

Condición regular (del 50% al 75% cubierto de pasto) 49 69 79 84

Condición buena (más del 75% cubierto de pasto) 39 61 74 80

Parqueaderos pavimentados, techos, autopistas, etc. (excluyendo

derecho de vía)

98 98 98 98

Calles y caminos:

Pavimentados 98 98 98 98

Pavimentados; zanjas abiertas (incluyendo derecho de vía) 83 89 92 93

Grava (incluyendo derecho de vía) 76 85 89 91

Tierra (incluyendo derecho de vía) 72 82 87 89

Paisajes desérticos naturales (solamente áreas

permeables)3

63 77 85 88

Paisajes desérticos artif iciales (barreras impermeables de maleza,

arbustos de desierto con 1 a 2 pulg de diámetro; cubierta de arena

96 96 96 96

Comercial y de negocios 85 89 92 94 95

Industrial 72 81 88 91 93

1/8 de acre o menos (506 m2 o menos) 65 77 85 90 92

1/4 acre (1012 m2) 38 61 75 83 87

1/3 acre (1350 m2) 30 57 72 81 86

1/2 acre (2025 m2) 25 54 70 80 85

1 acre (4050 m2) 20 51 68 79 84

2 acre (8100 m2) 12 46 65 77 82

Áreas permeables conformadas (solamente áreas permeables, sin

vegetación)

77 86 91 94

Referencia: M onsalve S. Germán, " Hidrología en la Ingeniería" , Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, Bogotá D.C., Colombia, Segunda Edición,

1999.

2 CNs mostrados son equivalentes a aquéllos de pastos. Se pueden calcular valores de CN compuestos para otras

combinaciones de tipo de cobertura de espacios abiertos.3 Los valores de CN de áreas permeables se suponen equivalentes a arbustos de desierto con un condición

hidrológica pobre.

Tabla 2.14. - Número de curva de escorrentía para áreas urbanas para una

condición de humedad antecedente promedio AMCII e Ia=0.2S

TIPO DE COBERTURA Y CONDICIÓN HIDROLÓGICA% PROMEDIO ÁREAS

IMPERMEABLES1

NÚMERO DE CURVAS

PARA GRUPOS DE

SUELOS HIDROLÓGICOS

Áreas urbanas totalmente desarrolladas (vegetación ya establecida):

Áreas Impermeables:

Áreas desiertas urbanas:

Áreas urbanas:

Áreas residenciales por promedio del tamaño del lote :

Áreas urbanas desarrolladas:

1 El porcentaje promedio de área impermeable muestreada fue empleado para desarrollar el conjunto de valores de

CN. Otras suposiciones son las siguientes: áreas impermeables están directamente conectadas con el sistema de

drenaje, áreas impermeables tienen un CN=98; y áreas permeables son consideradas equivalentes a espacios

abiertos con una condición hidrológica buena.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-20 Número de curva de escorrentía para tierras agrícolas.


A B C D

Rastrojo Hileras Rectas --- 77 86 91 94

Mala 72 81 88 91

Buena 67 78 85 89

Mala 70 79 84 88

Buena 65 75 82 86

Mala 66 74 80 82

Buena 62 71 78 81

Mala 65 76 84 88

Buena 63 75 83 87

Mala 63 74 82 85

Buena 61 73 81 84

Mala 61 72 79 82

Buena 59 70 78 81

Mala 66 77 85 89

Buena 58 72 81 85

Mala 64 75 83 85

Buena 55 69 78 83

Mala 63 73 80 83

Buena 51 67 76 80

Segunda Edición, 1999,

1 Siembra tupida o al voleo.

Curvas de nivel y

terrazas

Cultivos en hileras

estrechas

Hileras rectas

Curvas de nivel

Curvas de nivel y

terrazas

Hileras rectas

Referencia: M onsalve S. Germán, " Hidrología en la Ingeniería" , Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, Bogotá D.C., Colombia,

Tabla 2.15. - Número de curva de escorrentía para tierras agrícolas cultivadas para

una condición de humedad antecedente promedio AMCII e Ia=0.2S

COBERTURACONDICIÓN

HIDROLÓGICA

GRUPO DE SUELOS

USO DE LA TIERRATRATAMIENTO O

PRÁCTICA NÚMERO DE CURVA

Hileras Rectas

Curvas de nivel

Curvas de nivel y

terrazas

Cultivos en hileras

Curvas de nivel

Leguminosas en

hileras estrechas o

forraje en rotación

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-21 Número de curva de escorrentía de otras tierras agrícolas.


Como resultado del análisis descrito, la Tabla 4-22, muestra donde se encuentran

consignados los distintos tipos de cobertura vegetal presentes en las cuencas, así como el

valor del coeficiente de escorrentía ponderado.

A B C D

Mala 68 79 86 89

Regular 49 69 79 84

Buena 39 61 74 80

Prados continuos, protegidos de pastoreo,

y generalmente segados para heno --- 30 58 71 78

Mala 48 67 77 83

Regular 35 56 70 77

Buena 30 48 65 73

Mala 57 73 82 86

Regular 43 65 76 82

Buena 32 58 72 79

Mala 45 66 77 83

Regular 36 60 73 79

Buena 30 55 70 77

Predios de granjas, construcciones,

veredas,

--- 59 74 82 86

Referencia: M onsalve S. Germán, " Hidrología en la Ingeniería" , Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, Bogotá D.C., Colombia, Segunda Edición,

1999.

1Mala: Menos de 50% del suelo cubierto con pastoreo intensivo sin maleza

Regular: 50 a 75% del suelo cubierto y un pastoreo no muy intensivo.

Buena: más del 75% del suelo cubierto y un pastoreo ocasional a ligero.

2Mala: Menos del 50% del suelo cubierto.

Regular: 50 a 75% del suelo cubierto.

Buena: más del 75% del suelo cubierto.

3Número de curva actual menor a 30. Emplear CN=30 para cálculos de escorrentía.

5Mala: Humus vegetal, pequeños árboles y maleza destruida por pastoreo intensivo, y quemas regulares.

Regular: Bosques con pastoreo pero no quemados, suelo cubierto por humus vegetal.

Buena: Bosques protegidos del pastoreo, y el suelo cubierto adecuadamente por humus vegetal.

4Los valores de CN mostrados se calcularon para áreas con 50% bosques y 50% cubiertas con pastos.

Se pueden calcular otras combinaciones de CN para bosques y pastos.

Pastos, forraje para pastoreo

Maleza mezclada con pasto de semilla con la

maleza como principal elemento

Combinación de bosques y pastos (huertas o

granjas con árboles)

Bosques

Tabla 2.16. - Número de curva de escorrentía de otras tierras agrícolas para una

condición de humedad antecedente promedio AMCII e Ia=0.2S

DESCRIPCIÓN Y TIPO DE COBERTURACONDICIÓN

HIDROLÓGICA

NÚMERO DE CURVA PARA GRUPOS

DE SUELOS HIDROLÓGICOS

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Tabla 4-22 Número de Curva para la cuenca bocatoma Isabel.

Cuenca Leyenda Área CN CN Ponderado

Quebrada Castillejo

3.2.3. Vegetación secundaria o en transición 439,866.58 76

74.02

2.4.3. Mosaico de cultivos, pastos y espacios naturales 1,179,258.87 76

2.4.2. Mosaico de pastos y cultivos 1,110,598.15 70

2.3.1. Pastos limpios 760,175.56 74

3.2.2. Arbustal 242,973.29 73

3.2.1. Herbazal 511,339.20 77


3.2.3. Vegetación secundaria o en transición 439,926.75 76

73.52 2.4.2. Mosaico de pastos y cultivos 286,290.69 70

3.2.2. Arbustal 231,022.46 73

3.2.1. Herbazal 11,302.90 77 Fuente: Elaboración Propia.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 4-12 Cobertura Vegetal zona de estudio

Fuente: Adaptado IGAC, 2019.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.5 Hietograma de Precipitación Total

Para la construcción del hietograma se toma como duración de la lluvia un tiempo de 3

horas (debido a que no se cuenta con la información de la duración de las precipitaciones),

el cual es adecuado para las condiciones meteorológicas de las cuencas.

Posteriormente, se eligieron intervalos de 10 minutos para la construcción de la tormenta

de diseño y así obtener la curva de masa de la lluvia puntual para períodos de retorno de

2, 5, 10, 20, 25, 50 y 100 años.

A partir de los valores de intervalo de 10 minutos de la tormenta de diseño, se calculan los

valores de incremento de precipitación puntual, con el fin de estimar la lluvia caída en cada

intervalo (10 minutos), restando a cada valor de precipitación el valor de precipitación del

intervalo anterior.

Considerando los tamaños de las cuencas para cada incremento de precipitación se aplica

una corrección por espacialidad, multiplicando cada incremento puntual de precipitación por

un factor. Dicho factor se calcula empleando la ecuación de Fhrüling, cuya expresión se

presenta a continuación:

𝑓(𝑎) = 1.0 − 0.0054 ∗ 𝐴0.25 Donde, 𝐴 = Área de la cuenca, en m2. La construcción del hietograma de la tormenta de diseño, se realiza usando el método del

bloque alterno que consiste en ordenar los valores de precipitación de manera que el menor

valor se ubica en el primer intervalo de tiempo, el siguiente menor valor se coloca en la

última posición, el tercer menor valor se sitúa en el segundo intervalo, y así

consecutivamente hasta que el mayor valor queda en el intervalo central.

Con los valores de CN, el método del SCS estima la precipitación neta (precipitación que

se convierte en escorrentía superficial) a partir de los siguientes parámetros: abstracción

inicial antes del encharcamiento (Ia o P0), para la cual no ocurrirá escorrentía, este valor se

estima en función de otro parámetro conocido como la retención potencial máxima (S), el

cual representa la cantidad de agua que la cuenca puede retener en el suelo. Las relaciones

entre dichas variables se describen a continuación:

𝑆 =25400

𝐶𝑁− 254

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



𝑃0 = 𝐼𝑎 = 0.2 ∗ 𝑆 Donde, 𝑆 = Retención potencial máxima, en mm.

𝑃0 = 𝐼𝑎 = Abstracción inicial antes del encharcamiento, en mm.

𝐶𝑁 = Número de curva, adimensional.

Luego de calcular la retención potencial máxima y las abstracciones iniciales se puede

estimar el hietograma de precipitación efectiva o precipitación neta a partir del hietograma

de precipitación total. Para ello, inicialmente se calcula la precipitación acumulada de la

tormenta y con esos valores se determina la precipitación neta acumulada con la siguiente

expresión:

∑𝑃𝑛 =(∑𝑃 − 𝑃0)

2

∑𝑃 + 4𝑃0

Donde, ∑𝑃𝑛 = Precipitación neta acumulada, en mm.

∑𝑃 = Precipitación acumulada de la tormenta, en mm.

𝑃0 = Abstracción inicial antes del encharcamiento, en mm.

Para los casos en que la precipitación acumulada de la tormenta sea menor a la abstracción

inicial, la precipitación neta acumulada será igual a cero, sin tener en cuenta la expresión

anterior, pues esto significa que hasta ese intervalo de tiempo la precipitación caída no ha

generado escorrentía, sino que ha sido retenida por el suelo.

Finalmente, se debe desagregar la precipitación neta para obtener el hietograma de

precipitación efectiva. Los resultados obtenidos para cada cuenca son presentados a

continuación:

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 4-13 Hietogramas de precipitación.

2 5 10 25 50 100

t

inicial

(min)

t final

(min)P mm P mm P mm P mm P mm P mm

0 10 0.45 0.53 0.60 0.71 0.80 0.91

10 20 0.49 0.58 0.65 0.77 0.87 0.99

20 30 0.53 0.63 0.71 0.84 0.95 1.08

30 40 0.59 0.70 0.79 0.94 1.06 1.20

40 50 0.67 0.80 0.90 1.06 1.20 1.36

50 60 0.79 0.93 1.05 1.24 1.41 1.59

60 70 0.97 1.14 1.29 1.53 1.73 1.96

70 80 1.31 1.54 1.75 2.06 2.33 2.64

80 90 2.33 2.74 3.11 3.67 4.15 4.71

90 100 8.76 10.33 11.70 13.80 15.63 17.71

100 110 1.64 1.93 2.19 2.58 2.92 3.31

110 120 1.11 1.30 1.48 1.74 1.97 2.24

120 130 0.87 1.02 1.16 1.37 1.55 1.75

130 140 0.73 0.86 0.97 1.14 1.30 1.47

140 150 0.63 0.74 0.84 0.99 1.13 1.28

150 160 0.56 0.66 0.75 0.89 1.00 1.14

160 170 0.51 0.60 0.68 0.80 0.91 1.03

170 180 0.47 0.55 0.63 0.74 0.84 0.95

Hietograma de precipitación Estación Virtual Quebrada Castillejo

Hietograma

Intervalo de

tiempo/Tr

Años

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 100-110 110-120 120-130 130-140 140-150 150-160 160-170 170-180

Pre

cip

itació

n (m

m)

Intervalos de tiempo (min)

Hietograma de Precipitación

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO




2 5 10 25 50 100

t

inicial

(min)

t final

(min)P mm P mm P mm P mm P mm P mm

0 10 0.50 0.59 0.67 0.79 0.89 1.01

10 20 0.54 0.64 0.73 0.86 0.97 1.10

20 30 0.59 0.70 0.79 0.94 1.06 1.20

30 40 0.66 0.78 0.88 1.04 1.18 1.34

40 50 0.75 0.88 1.00 1.18 1.34 1.52

50 60 0.88 1.03 1.17 1.38 1.57 1.77

60 70 1.08 1.27 1.44 1.70 1.92 2.18

70 80 1.45 1.72 1.94 2.29 2.60 2.94

80 90 2.59 3.05 3.46 4.08 4.62 5.24

90 100 9.74 11.49 13.02 15.35 17.39 19.70

100 110 1.82 2.15 2.44 2.87 3.25 3.69

110 120 1.23 1.45 1.64 1.94 2.20 2.49

120 130 0.96 1.14 1.29 1.52 1.72 1.95

130 140 0.81 0.95 1.08 1.27 1.44 1.63

140 150 0.70 0.83 0.94 1.11 1.25 1.42

150 160 0.63 0.74 0.84 0.99 1.12 1.27

160 170 0.57 0.67 0.76 0.89 1.01 1.15

170 180 0.52 0.61 0.70 0.82 0.93 1.05

Hietograma de precipitación Estación Virtual Quebrada Castillejo Aguas Arriba

Hietograma

Intervalo de

tiempo/Tr

Años

0

5

10

15

20

25

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 100-110 110-120 120-130 130-140 140-150 150-160 160-170 170-180

Pre

cip

itació

n (m

m)

Intervalos de tiempo (min)

Hietograma de Precipitación

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



A partir de los hietogramas de precipitación, se determinan los caudales mediante la

aplicación de la herramienta HEC-HMS. Como ejemplo, se presenta el modelo físico de la

cuenca Castillejo.

Figura 4-14 Modelo topológico Cuenca Castillejo


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



4.4.6 Tiempo de Retardo (Time Lag)

Para calcular el tiempo de desfase de la cuenca, el método del SCS usa los dos métodos

siguientes: el método de número de curva CN y el método de velocidad. En el método del

número de curva CN, el tiempo de desfase se expresa a través de la siguiente fórmula:

𝑡1 =𝐿0.8 ∗ (2540 − 22.86 ∗ 𝐶𝑁)0.7

14104 ∗ 𝐶𝑁0.7 ∗ 𝑆0.5

Donde,

t 1 = Tiempo de desfase (h).

L = Longitud del cauce principal (m).

CN = Número de curva de SCS.

S = Pendiente del cauce principal (m/m).

Adicionalmente a la definición de las condiciones de morfométrica de las cuencas y los

cauces, se debe tener en cuenta las precipitaciones que se asocian al modelo, que

corresponden a los hietogramas de precipitación puntual acumulada, obtenidas mediante

la metodología del bloque alterno, cuyo procedimiento y resultados fueron presentados

anteriormente.

Como resultados del modelo HEC-HMS, se obtienen los hidrogramas de caudales al inicio

y fin de cada uno de los tramos, cada punto, posee aportes de caudal, que corresponden a

los caudales de las cuencas, áreas de aporte aferentes al tramo y los caudales que se

tienen como resultados del comportamiento hidrológico aguas arriba del punto que se está

analizando. A continuación, se presentan los hidrogramas obtenidos para cada uno de los

tramos y que van a corresponder a los caudales con que se realiza el respectivo análisis

hidráulico, posterior a la presente modelación hidrológica:

Tabla 4-23 Caudales máximos para la


Resumen de Caudales

Tr (Años)

Qmáx (m3/s)

2 0.41

5 0.64

10 0.97

25 1.64

50 2.37

100 3.34

Tabla 4-24 Caudales máximos para la Quebrada

Castillejo

Resumen de Caudales

Tr (Años)

Qmáx (m3/s)

2 0.82

5 1.28

10 1.87

25 3.04

50 4.27

100 5.90


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Las condiciones de precipitación (mm/d), y los resultados para los caudales mostrados

anteriormente son consecuentes con cauces pequeños. De acuerdo con lo mostrado en la

Figura 4-2, los drenajes en su mayoría son intermitentes, esto de acuerdo con la información

secundaria del IGAC y Corpochivor. De igual manera, las cuencas generadas a partir de la

información secundaria, y comparadas con los resultados de cambio, se puede observar

los cambios en el tipo y de uso del suelo, condicionando la intermitencia de los drenajes,

como alteraciones en los cauces.

Aunque el cauce de la quebrada Castillejo en su parte alta presenta caudales bajos, las

temporadas invernales fuertes y prolongadas, pueden ser uno de los factores para tener en

cuenta para el estudio de avenidas torrenciales, y dada la baja probabilidad de ocurrencia

de estos eventos y el aumento en el caudal de la cuenca, se recomienda el desarrollo de

un estudio detallado que permita evaluar el tránsito del caudal, y estaría encaminado a

definir las áreas en condición de amenaza en la zona rural y al diseño de las estructuras de

pasos viales de los tramos de entrada a la cabecera urbana.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



5 DESCRIPCIÓN HIDROGRÁFICA DE LA

CUENCA CASTILLEJO

La quebrada Castillejo, en la parte alta, no tiene un cauce bien definido y por ende su

sección tiende a ser pequeña, por este motivo se han realizado intervenciones físicas sobre

la parte alta buscando definir y ampliar la sección hidráulica del cauce de la quebrada

Castillejo con el objetivo de reducir las afectaciones en algunas viviendas cercanas al

mismo y las vías de acceso a la cabecera municipal, acción que puede ser

contraproducente en la medida que no se cuente con un estudio o la asesoría de un

profesional en la materia, además este tipo de acciones deben acompañarse con la

recuperación del bosque ripario y la definición de la zona de manejo y preservación

ambiental - ZMPA de la quebrada Castillejo.

Se presentan los registros de la modelación hidrológica, sin embargo ante la falta de una

topografía que precise las características del cauce, no es posible delimitar la espacialidad

de los eventos amenazantes de inundaciones y avenidas torrenciales, para determinar con

cierta precisión las afectaciones por el tránsito del caudal.

De acuerdo con la caracterización morfométrica, es posible el arrastre de sedimentos, sin

embargo los índices de torrencialidad indican valores medios, y conforme las afectaciones

percibidas por la comunidad, las mismas obedecen a la falta de capacidad de las

estructuras de pasos viales, que a su vez provocan el desbordamiento generando daños

en viviendas localizadas en ambas márgenes, esto en la zona rural.

En el trabajo de campo, se identificó la falta de mantenimiento de las estructuras de

conducción o paso, en las vías de acceso a la cabecera, que pueden condicionar

taponamientos en las entradas, y la acumulación del flujo. (ver Fotografía 5-3). (Para ver la

ubicación espacial en un mapa de las fotografías mostradas ver Figura 6-2).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 5-1 Registro fotográfico de la cuenca Quebrada Castillejo Aguas Arriba.

a. Parte alta de la cuenca quebrada Castillejo,

encausamiento realizado por la comunidad. N = 1069584.73 m E = 1069042.73 m

b. Margen izquierda de la quebrada Castillejo

parte alta de la cuenca. N = 1069598.42 m E = 1068986.59 m


El nacimiento de la cuenca no muestra un cauce bien definido por el cual transiten grandes

caudales (ver Fotografía 5-1 a y Fotografía 5-2 a) donde es importante tener en cuenta que,

sin una batimetría adecuada del cauce no es posible definir las zonas de afectación directa

por el desbordamiento de la quebrada. Por la vegetación, como el tipo de material superficial

en los márgenes y el lecho, no se encuentran condiciones de arrastre importante de

material. La vegetación que colinda con el cauce no evidencia empuje o algún otro rastro

asociado a eventos de avenidas torrenciales.

También es importante resaltar la poca a nula cobertura de bosque ripario en la zona alta

de la quebrada, incluyendo su nacimiento, por tanto es muy importante definir la zona de

manejo y preservación ambiental ZMPA de la quebrada Castillejo y realizar la reforestación

de la misma en pro de garantizar la protección del recurso hídrico.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 5-2 Registro fotográfico de la cuenca Quebrada Castillejo Aguas Arriba.

a. Cauce de la quebrada Castillejo con

cercanía a la vía de acceso sobre la carrera 7ta. N = 1069584.73 m E = 1069042.73 m

b. Margen derecho de la quebrada Castillejo

con cercanía a la vía de acceso sobre la carrera 7ta. N = 1069588.43 m E = 1068941.61 m


Las anteriores fotografías permiten observar un cauce con un flujo pequeño de agua, donde

no se observan eventos previos de desbordamiento. Así mismo la comunidad no describe

condiciones de afectación directa por la quebrada Castillejo en la cabecera municipal de

Úmbita.

La cuenca alta de Castillejo conforme atraviesa las estructuras de paso (alcantarillas

transversales al flujo en los cruces viales) se puede presentar zonas de acumulación y

rebose de la estructura, condicionados a la falta de mantenimiento y limpieza de las

alcantarillas como el crecimiento de vegetación en los lechos.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 5-3 Fotografías de la cuenca Castillejo con la intersección de la Calle 7ma

a. Estructura de conducción transversal a la

vía de acceso a la cabecera municipal desde la carrera 7ta

N: 1069565.54 m

b. Cauce de la quebrada Castillejo aguas

abajo de la alcantarilla (Fotografía 5-3 a.) E: 1069220.55 m


Aunque el rebose de la lámina de agua sobre las estructuras no genera un daño al casco

urbano, (distancia de aproximadamente de 370 m al centro urbano de Úmbita) es importante

recalcar que un evento fuerte de lluvias puede generar una condición de riesgo para la

transitabilidad de personas y vehículos sobre los accesos de la carrera 7 y calle 7, (ver

Fotografía 5-3 a.).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 5-4 Parte Baja de la quebrada Castillejo

Parte baja de la quebrada Castillejo con dirección a la confluencia con río Bosque. Ambos márgenes de la quebrada sin viviendas colindantes al cauce.

N = 1069521.76 m E = 1069238.47 m

Fotografía 5-5 Vivienda en el margen derecho de la quebrada

Vivienda en el margen derecho de la quebrada Castillejo aguas abajo de la estructura (Fotografía 5-3 a.) –no ocupada

N = 1069515.406 m E = 1069310.44 m Fuente: Elaboración propia

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



La intersección con la carrera séptima (7), punto más cercano a casco urbano de Úmbita,

se ubica una vivienda que, en el momento de la visita, no se encontraba habitada, y de

acuerdo con la inspección visual no se evidencia una relación directa en los daños de la

estructura producidos por eventos de inundación y/o desbordamiento del cauce (ver

Fotografía 5-5). En la intersección vial sobre la quebrada Castillejo, se observan viviendas

cercanas al cauce que, aunque no presenten daños, no es posible definir afectaciones por

eventos de inundación y/o desbordamiento por la falta de una modelación del cauce. Para

este punto se considera que, por la dirección del flujo, no existe afectación directa al casco

urbano de Úmbita.

El aumento en el nivel de la lámina de agua en ambos accesos puede condicionar las

condiciones de transitabilidad en eventos fuertes de precipitación. Así mismo y aunque no

se cuente con una batimetría del sitio se recomienda la protección de los márgenes del

cauce, evitando la intervención por construcciones y edificaciones cercanas al cauce y

posibles daños a las condiciones naturales de la quebrada que propicien condiciones de

riesgo en la zona rural del municipio.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 5-1 Ubicación de las Estructuras y Edificaciones


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



6 CONTEXTO GEOLÓGICO

Tomando como referencia la plancha geológica 210 – Guateque, a escala 1:100.000,

realizada por Servicio Geológico Colombiano en el año 2014, y con base en la observación

de campo, a nivel estratigráfico en la Quebrada Castillejo afloran rocas sedimentarias de

edad Cenozoico inferior (denominado antiguamente Terciario) de la Formación arcillas de

Socha (Tas), la Formación Picacho (Tp) cubiertas parcialmente por depósitos cuaternarios

de tipo Coluvial (Qc). Estructuralmente, la quebrada se ubica sobre el valle de la estructura

sinclinal de Úmbita, generando morfologías de acuerdo con la competencia y/o resistencia

a la erosión de las mismas. (Ver Figura 6-1).

Figura 6-1 Geología regional

Fuente: Ulloa et al. 1975 (Plancha Geológica 210 Guateque, INGEOMINAS)

Q. Castillejo

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



6.1 ESTRATIGRAFÍA REGIONAL

Formación Arcillas de Socha (Tas): Arcillolitas abigarradas con intercalaciones de

areniscas de pocos metros de espesor (Plancha 210 de Ingeominas). Son un conjunto de

arcillas grises y verdosas con bancos de areniscas feldespáticas de grano medio a grueso

que afloran en Socha, donde está la localidad tipo y llamadas también Socha Superior. Es

de edad Paleoceno superior y reposa concordantemente sobre la Formación Areniscas de

Socha.

Formación Picacho (Tp): Areniscas feldespáticas de grano grueso, con frecuentes líneas

de guijos de cuarzo redondeados (Plancha 210 de Ingeominas). Son de color blanco a

pardo, bastante limpias, masivas, moderadamente consolidada a friables, de grano fino a

grueso con niveles conglomeráticos. Presentan estratificación cruzada y otras estructuras

sedimentarias. Es la unidad más joven del Cenozoico en el eje del sinclinal de Úmbita,

siendo de edad Eoceno. La quebrada Castillejo según el mapa geológico oficial de Servicio

Geológico Colombiano transcurre sobre esta unidad en su parte media, pero no se

encontraron afloramientos de esta Formación, ya que parece estar cubierta por el depósito

coluvial en este sector.

Depósitos Coluviales (Qc): La cabecera municipal de Úmbita, se localiza en depósitos de

tipo coluvial conformado principalmente por bloques de forma prismática de arenisca

feldespática de la Formación Picacho y Concentración, que varían de 0,5 a 2 m de diámetro,

excepcionalmente de mayor tamaño; las visitas a la quebrada muestran que esta corre

sobre este depósito no consolidado, en el que se presentan bloques. Los bloques se

caracterizan por ser angulares y subangulares embebidos en una matriz areno arcillosa

transportada. Es posible detectar remanentes de antiguos valles en U ya muy poco

diferenciados y generalmente removidos.

6.2 TRABAJO DE CAMPO

En el recorrido realizado desde la parte alta de la cuenca de la Quebrada Castillejo (el

recorrido está relacionado con las estaciones que se adjuntan en el Anexo 2-1), en la vereda

Centro alto hasta la zona urbana del municipio de Úmbita, se identifica que la parte alta de

la cuenca de la Quebrada Castillejo no presenta un cauce definido, se observa un nivel

superficial de arcillas provenientes de la Formación arcillas de Socha. El material arcilloso

presente funciona como una capa impermeable que retiene grandes cantidades de agua y

no permite una completa infiltración y su paso a través de los poros por lo que es un material

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



propicio para la formación de flujos de lodo en periodos de alta pluviosidad, favorecido por

una pendiente abrupta y pobre vegetación.

La Figura 6-2 muestra la ubicación espacial de las estaciones de campo y fotografías

mostradas en este documento. Figura 6-2. Mapa de estaciones de campo


La quebrada en su parte alta, de acuerdo con mapa geológico empleado a escala 1:100.000

(ver referencia bibliográfica), transcurre sobre la Formación Socha Superior (Tas), la cual

tiene una litología predominantemente de lodolitas, coincidiendo con la geomorfología de

valle estrecho. Siendo una morfología de un valle con laderas onduladas suaves.

En el recorrido de campo se tomaron datos estructurales en la estación No 3, localizada en

las coordenadas N 1´070.443 y E 1´069.081, parte alta de la Quebrada Castillejo, sobre la

carretera que va a la Vereda Chuscal, en un afloramiento de lodolitas físiles oscuras muy

alteradas, con niveles de oxidación amarillo y de materia orgánica gris oscuro, que

pertenecen a la Formación arcillas de Socha (ver Fotografía 6-1). Estás rocas se presentan

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



con un rumbo y buzamiento de 170/60 (dirección de buzamiento/buzamiento), llevando la

misma dirección de la topografía y estando acorde con la estructura sinclinal que allí se

presenta. Este dato fue tomado durante el registro de las estaciones con movimientos de

reptación en el valle de dicha quebrada.

Fotografía 6-1. Afloramiento de lodolitas, de Fm. Arcillas de Socha

. Estación 4: Norte 1070317, Este 1068728

En la parte alta de la cuenca se reconoce una zona donde inicia un flujo de lodos Fotografía

6-2. Su origen está relacionado con el transporte del suelo, por la excesiva saturación de

agua en él, que se aprecia en la zona de transición en donde aún se observa depositación

de material de antiguos eventos ocurridos que comenzaron a partir de la temporada invernal

asociado al fenómeno de la niña del año 2011. Esta zona corresponde geológicamente a

un depósito Coluvial.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 6-2 A. Zona de inicio del flujo de lodo (Dfl), B. Se evidencia la saturación del material.

Ubicación: Norte 1070361¸Este: 1068752, Estación 3.


En la Fotografía 6-2 se muestra la zona donde inicia del flujo de lodo (Dfl), en la fotografía

derecha, se evidencia la saturación del material.

Posteriormente aguas abajo (ver Fotografía 6-3) se observa una zona de transición del flujo

de lodo que empieza a adquirir material de detritos, los cuales son apenas de tamaños

centimétricos, grandes grietas y restos de material vegetal del fenómeno de flujo de lodo

que ocasiono el desplazamiento de aproximadamente 40 metros de longitud con un ancho

de 25 metros. Geológicamente esta zona también está sobre un depósito coluvial.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Fotografía 6-3 Zona de transición del flujo de lodo (Dfl), en la fotografía derecha, se evidencia la saturación del

material y grietas.

Ubicación: Quebrada Castillejo Norte 1070388¸Este: 1068755, Estación 5


Fotografía 6-3. En esta zona el cauce parece transcurrir sobre el depósito coluvial, aunque

no se encuentre cartografiados en el mapa oficial del Servicio Geológico Colombiano. Se

observan algunos bloques erráticos producto de depositación del coluvión, esto de acuerdo

con su distribución y el contexto geológico, ya que son comunes en toda el área de estudio,

y su transporte no parece ser asociado a los cauces.

En la parte media de la cuenca, no se evidencia una zona donde haya depósitos de material,

por tanto, el flujo no parece continuar, aquí el cauce de la Quebrada Castillejo es estrecho

y el agua turbia

Fotografía 6-4 Parte media de la cuenca de la Quebrada Castillejo, donde se observa cauce con carga arcillosa

en suspensión.

Ubicación: Quebrada Castillejo Estación 7. Norte: 1070219, Este 1068768.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



6.3 TRABAJO DE FOTOINTERPRETACIÓN

Haciendo uso de la ortofoto, se realizó un análisis de la quebrada Castillejo desde la parte

alta hacia aguas abajo, con el fin de reconocer elementos que aportaran o dieran idea de

torrencialidad en la quebrada. La siguiente ilustración muestra la quebrada Castillejo

marcada en color azul y algunos de sus afluentes, también se presenta la cabecera

municipal de Úmbita en el sur. Se aclara que esta ortofoto corresponde a una época del

año diferente a la época cuando fue realizado el trabajo de campo, por lo que zonas de

cauces intermitentes pueden variar.

La figura 6-3 corresponde a la ortofoto de la quebrada Castillejo a escala 1:8000, donde se

muestran los diferentes tramos en que fue dividida, con el objeto de describir los rasgos y/o

elementos hidrológicos, geológicos y geomorfológicos identificados con la

fotointerpretación y observación en campo. La ortofoto fue dividida en 6 tramos, que van

desde el tramo A hasta el Tramo F, con una escala de acercamiento de 1:1000.

Figura 6-3 Quebrada Castillejo desde ortofoto


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



En la parte alta (A. en la secuencia, ver Figura 6-4) se observa un flujo de tierras que aporta

gran cantidad de lodo a la quebrada, además se observan bloques erráticos métricos. En

este tramo los cauces no se observan sobrecargados (con demasiado material como

bloques), sino se ven como un hilo de agua.

Figura 6-4. A en la secuencia. Parte alta de la quebrada Castillejo vista desde la ortofoto.


Continuando hacia aguas abajo (B en la secuencia, ver Figura 6-5), se observan cauces

intermitentes y presencia de bloques Erráticos. En este tramo (Ver Figura 6-5) no se

identifican flujos o movimientos en masa recientes (sin cicatrizar), y el cauce aún se

mantiene muy pequeño (como un hilo de agua).

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 6-5 B en la secuencia. Quebrada Castillejo vista desde la ortofoto


En el siguiente tramo (C en secuencia, ver Figura 6-6) se observa disminución en el tamaño de los bloques erráticos y ausencia de movimientos en masa, la quebrada no parece mostrar cambios significativos en su cauce, se mantiene muy estable y con baja sinuosidad.

Figura 6-6. C en la secuencia. Quebrada Castillejo Vista de la ortofoto


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



La quebrada cambia el curso de su cauce pasando de norte-sur a noroeste-sureste (entre

D y E en la secuencia, Figura 6-7 y Figura 6-8). La quebrada continúa con baja sinuosidad,

y ausencia de rasgos visibles de movimientos en masa o desbordamiento significativos de

su cauce, se presentan bosque de galería y bloques erráticos distribuidos a ambos lados

del cauce.

Figura 6-7. Tramo D en la secuencia. Parte media de quebrada Castillejo


Por último, como se observa en el tramo F la quebrada se mantiene con una dirección constante hacia el SE, presentando un cauce estrecho, sinuosidad muy baja, y se observa la presencia de algunos bloques erráticos como es común a lo largo de la cuenca (ver Figura 6-9). En este tramo el cauce atraviesa la carrera 7 y la calle 7.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



Figura 6-8. Tramo E Quebrada Castillejo


Figura 6-9. F en la secuencia. Parte baja quebrada Castillejo vista desde la ortofoto


CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



La secuencia presentada anteriormente muestra que en la parte alta de la cuenca es donde

se localizan los procesos como flujos de tierras, los cuales podrían aportar material a un

posible evento torrencial; como se observó en la parte media y baja ya el cauce se hace

lineal por su baja sinuosidad, y no muestra evidencias de torrencialidad la quebrada

Castillejo.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Bajo las condiciones hidroclimatológicas de la cuenca de la quebrada Castillejo, no se

describen cambios fuertes en la dinámica fluvial que puedan generar un cambio abrupto en

el flujo de agua de la quebrada.

Se han realizado intervenciones físicas sobre el cauce de la quebrada Castillejo en la parte

alta de la cuenca, incluyendo el nacimiento, buscando mejorar la definición del cauce y la

sección del mismo con el propósito de reducir las afectaciones en épocas de fuertes

precipitaciones o lluvias, sin embargo esta actividad puede ser contraproducente de no

contar con un diagnostico o concepto técnico de un profesional o técnico en la materia,

además esta intervención debe acompañarse con la delimitación de la Zona de Manejo y

Preservación Ambiental ZMPA de la quebrada Castillejo, y de un programa de reforestación

que permita la recuperación o mejoramiento del bosque ripario.

Los resultados de caudales para la cuenca describen caudales medios para períodos de

retorno de 50 y 100 años (4.25 m3/s y 5.90 m3/s respectivamente, ver pág. 71), que pueden

favorecer la ocurrencia de avenidas torrenciales, aún más cuando el cauce no se encuentra

bien definido y su sección hidráulica es pequeña, como es el caso de la quebrada Castillejo

en su parte alta, sin embargo se reitera que la dirección del flujo es suroriental, distante a

la cabecera urbana del municipio de Umbita.

Las estructuras de paso vehicular y alcantarillas, de los tramos viales rurales de acceso a

la cabecera, que se conectan a la carrera 7 y calle 7, conforme los comentarios de la

comunidad, se han obstruido y/o taponado generando afectaciones en viviendas rurales

cercanas al cauce en épocas de lluvias o fuertes precipitaciones por el rebose de la lámina

de agua sobre los cruces viales. Por lo anterior, y partiendo de los análisis en este

documento presentados, se recomienda realizar los estudios detallados que permitan

diseñar las estructuras de paso, boxcoulvert, con la capacidad hidráulica óptima.

En el lecho del cauce de la quebrada Castillejo aguas arriba, se observa la depositación de

material arcilloso, favoreciendo la acumulación de escombros, así como la saturación del

material. Esta condición, sumado a las características morfométricas de la cuenca de

acuerdo con el índice morfométrico de torrencialidad, configura la posibilidad de ocurrencia

de eventos torrenciales. Por lo tanto es necesario proteger la parte alta de la cuenca y

drenar la misma en debida forma, a través de estructuras como las trincheras drenantes y

siempre favoreciendo la evapotranspiración con cambios de cobertura vegetal recuperando

el bosque ripario, lo que permite la conformación de las márgenes en cuanto al material y

evita la saturación del mismo.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



La Fotografía 5-3 a, muestra el cruce del flujo de agua de la quebrada Castillejo, con la vía

de acceso al municipio desde la carrera séptima (7), donde se observa la depositación de

material arcilloso, así como una sección hidráulica pequeña para este punto. Dentro de la

valoración hidrológica de la cuenca, se observan posibles afectaciones a las vías de acceso

del oriente de la cabecera municipal con cruce en la quebrada, lo que a su vez afecta

viviendas vecinas que se localizan en la Ronda. Por lo anterior es necesario, mientras se

mejora la sección de la estructura, realizar mantenimientos periódicos y relocalizar las

viviendas emplazadas en Ronda.

Respecto al casco urbano, es poco probable que sea afectado por un evento producto de

la dinámica propia del cauce de la quebrada Castillejo, en otras palabras, no se esperan

afectaciones sobre la cabecera urbana del municipio de Umbita de llegarse a materializar

eventos asociados a las avenidas torrenciales por dicha quebrada, la amenaza por este

evento para el casco urbano tiende a ser muy bajo. La anterior afirmación se soporta en las

características físicas de la quebrada asociadas al encauzamiento, profundidad y dirección

de flujo que esta adquiere conforme su tránsito y aumento de área de aporte, por lo tanto

es posible concluir que, a mayor área de aporte de la quebrada, aumenta el caudal, pero

se profundiza, se encauza, y toma una dirección suroriental alejándose de la cabecera, lo

que disminuye la incidencia de la dinámica de la quebrada sobre el casco urbano.

Con lo mencionado anteriormente y teniendo en cuenta la insuficiencia hidráulica de las

obras de drenaje en las vías de acceso (carrera 7ma y Calle 7) al municipio sobre la

quebrada Castillejo, se recomienda la realización de un estudio de detalle, con el fin de

evaluar la capacidad hidráulica de las estructuras de conducción sobre las vías y las

posibles afectaciones en las viviendas cercanas al cauce. También se recomienda realizar

los estudios que tengan como objeto definir la Ronda Hídrica y Zona de Manejo y

Preservación Ambiental ZMPA de la quebrada Castillejo. En dicha ZMPA se debe restringir

la construcción de edificaciones, y las viviendas rurales existentes se deben relocalizar

paulatinamente.

Se observó que está quebrada presenta flujos de lodos muy superficiales en su parte más

alta, que se desarrollan debido a que la litología de materiales finos (lodolitas) propicia la

acumulación de agua en el suelo debido a su baja permeabilidad. En la parte media y más

baja de la cuenca, no se identificaron en campo o en la ortofoto movimientos en masa,

como flujos de lodos o detritos, en general se observó un cauce muy estrecho de la

quebrada, con baja sinuosidad. Se aclara que, aunque se generan flujos de lodos y algunos

flujos de detritos en la parte alta de la cuenca, en la quebrada Castillejo no se identifican

rasgos que permitan a su vez evidenciar grandes desbordamientos o torrencialidad

importante de la quebrada.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



De acuerdo con lo observado en campo, hidráulicamente no se evidencian tránsitos de

caudales importantes que puedan llegar a generar un desbordamiento o una avenida

torrencial que tuviera una afectación directa al casco urbano de Úmbita. Respecto a la

dirección de flujo, según el cauce de la quebrada y por el trabajo desarrollado en campo,

no se observan depósitos de material cercanos al casco urbano que tengan incidencia de

un evento torrencial sobre la zona urbana.

Para la parte alta de la quebrada Castillejo y con un punto de concentración más cercano

al casco urbano del municipio (ver Figura 5-1), se recomiendan diferentes medidas de

protección de los márgenes del cauce de la quebrada, entre estas están, la restricción de

los usos agropecuarios sobre la cuenca, destinando el uso del suelo a zonas de protección,

ZMPA, donde se desarrollen procesos de revegetalización y siembra de especies arbóreas,

principalmente en las márgenes de la corriente, que permitan regular el flujo de aguas y la

reducción en los picos de caudales que se pudieran generar en eventos fuertes de

precipitación.

Conforme a los resultados de los análisis hidrológicos, morfométricos y geológicos de la

quebrada, se puede concluir, que, aunque esta pueda presentar un comportamiento

asociado a eventos de avenidas torrenciales, existe una baja probabilidad de afectación

directa al casco urbano de Úmbita. En cuanto a las posibles zonas de afectación, se

encuentra el acceso oriental del municipio desde la carrera 7 en la intersección con la

quebrada y las estructuras de conducción en este punto, así como las viviendas rurales

localizadas sobre los márgenes de la quebrada.

CONCEPTO TÉCNICO

QUEBRADA CASTILLEJO



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